Блазар

Блазары представляют собой активные ядра галактик, излучающие узкие джеты ионизированного газа, направленные в сторону Земли. В зависимости от характеристик электромагнитного излучения, испускаемого этими джетами, астрономы классифицируют такие объекты на различные четко определенные группы. Однако с блазаром "BL Lacertae", расположенным на фоне созвездия Ящерицы, ситуация оказывается гораздо более запутанной.

Далекий космос вновь удивил исследователей. Ранее считалось, что блазары — это активные галактики, излучающие джеты в нашу сторону, можно разделить на достаточно четкие категории в зависимости от их электромагнитного излучения. Однако эта, казавшаяся ясной, ситуация только что стала значительно более сложной.

В журнале Astronomy & Astrophysics польско-германская группа ученых из Института ядерной физики Польской академии наук (IFJ PAN) в Кракове и Университета Гейдельберга (HU) сообщает о недавних наблюдениях блазара, который по непонятным причинам ускользает от существующих классификаций.

Объект, ныне известный как "BL Lacertae", был открыт в 1929 году в созвездии Ящерицы. Изначально астрономы считали его одной из многих переменных звезд в нашей галактике. Однако последующие наблюдения привели к удивительному открытию: то, что выглядело как звезда, на самом деле находилось на расстоянии около 900 миллионов световых лет, что однозначно исключало возможность его принадлежности к звездам нашей галактики!

Среди сотен миллиардов галактик, видимых в наблюдаемой вселенной, некоторые из них являются активными. Эти галактики характеризуются ядрами, излучающими значительные объемы электромагнитного излучения, предположительно в результате сложных процессов, возникающих при аккреции материи на центральную сверхмассивную черную дыру.

В ядрах галактик узкие джеты ионизированного газа, выбрасываемые близ полюсов черной дыры на колоссальные расстояния, иногда превышающие миллион световых лет, служат зрелищным признаком активности. Если струя направлена к Земле, астрономы именуют галактику, производящую ее, блазаром. "BL Lacertae" оказался именно таким объектом.

«Блазары представляют собой объект глубокого интереса по множеству причин, в частности, благодаря ориентации джетов и колоссальным скоростям их частиц, приближающимся к скорости света, что вызывает различные эффекты, описанные теорией относительности. Излучение от блазаров наблюдается в широком диапазоне электромагнитного спектра, начиная от радиоволн и заканчивая высокоэнергетическими гамма-лучами», — поясняет доктор Алиция Вержхольская из Института ядерной физики Польской академии наук (IFJ PAN).

«Мы сосредоточили свои усилия на анализе энергии электромагнитного излучения, испускаемого одним из первых открытых блазаров: "BL Lacertae". Почему именно этот объект стал предметом нашего внимания? Причиной послужила его активность в последние годы и ряд интересных особенностей излучения, которые мы уже отметили в ходе предыдущих наблюдений».

Наблюдения проводились в период с 2020 по 2023 год с использованием инструментов американского спутника Нила Герхелса Свифт, находящегося на орбите Земли; лишь в диапазоне жесткого рентгена данные были дополнены информацией от космического телескопа NuSTAR.

Помимо рентгеновского диапазона, который представлял наибольший интерес для польско-германских исследователей, также были зарегистрированы оптические и ультрафиолетовые области спектра. Это объясняется тем, что электромагнитное излучение, производимое блазарами, охватывает широкий спектр, начиная от радиодиапазона и заканчивая гамма-излучением самых высоких энергий.

Блазары делятся на квазары с плоским спектром и объекты типа BL Lacertae (BL Lacs), которые характеризуются более слабыми эмиссионными линиями, и их название непосредственно происходит от блазара "BL Lacertae". Внутри группы BL Lacs возможна дальнейшая классификация. Действительно, диаграммы, иллюстрирующие весь энергетический спектр блазаров, напоминают вулканические конусы: они имеют две пики, разделенные арочной впадиной.

Если спектральный «вулкан» смещен в сторону высоких энергий, объект "BL Lacertae" классифицируется как HBL (блазары с высокой частотой пикового излучения); если в сторону низких энергий — как LBL (блазары с низкой частотой пикового излучения); объекты с промежуточным смещением именуются IBL (промежуточные BL Lacs).

«Объекты "BL Lacertae" довольно однозначно поддаются классификации в определенный тип. Блазар "BL Lacertae" до сих пор считался представителем промежуточного класса, IBL. Поэтому с немалой долей удивления мы отметили, что в рентгеновском диапазоне в некоторые фазы наблюдений он выглядел как HBL, в другие — как LBL, а в иные моменты «вежливо» создавал впечатление объекта типа IBL. Как будто этого было недостаточно, такие изменения происходили с поразительной быстротой. Это необычное поведение, физическую природу которого мы пока не можем объяснить», — говорит доктор Вержхольская, подчеркивая, что были и другие сюрпризы: зарегистрированная рентгеновская активность блазара оказалась рекордной за всю историю его наблюдений.

В настоящее время предполагается, что за существованием двух пиков в спектрах блазаров стоят различные физические явления, связанные с различными популяциями частиц в джетах. Многие астрофизики согласны с предположением, что низкочастотный пик связан с электронами и синхротронным излучением, которое они испускают.

Тем не менее, по поводу второго пика нет единого мнения. Возможно, это также является следствием поведения электронов, например, их столкновений с низкоэнергетическими фотонами, что может приводить к увеличению энергии фотонов (это известно как обратное рассеяние Комптона).

Однако выдвинуты и другие гипотезы, касающиеся адронов (т.е. кластеров кварков, таких как протоны или нейтроны). Но для объяснения поведения блазара "BL Lacertae" необходимо указать на нечто большее: не только физические процессы, ответственные за формирование двух пиков, но прежде всего механизм, отвечающий за их быстрое переключение. Можно сказать, что прежде чем это произойдет, многие астрофизики-теоретики проведут множество бессонных ночей в поисках ответов.

Лекция состоялась в научно-популярном лектории центра "Архэ"(http://arhe.msk.ru) 21 января 2022 года.

Вероятно, прошедший 2021й год запомнится в первую очередь запуском JWST. Однако несмотря на пандемию продолжалась не только инженерно-техническая, но и научная работа, и было получено много интересных результатов. Выделить явных лидеров среди них оказалось непросто. Мы рассмотрим очень широкий круг вопросов, отражающих все основные направления в современной астрофизике. В этот раз будет меньше результатов, связанных с экзопланетами, зато больше касающихся звезд и гамма-всплесков. Традиционно мы поговорим о нейтронных звездах и черных дырах, но добавятся и белые карлики с рекордными параметрами. Как всегда много интересных результатов получено в области внегалактической астрономии, включая исследования сверхмассивных черных дыр, а вот космологические вопросы мы затрагивать практически не будем. Зато не забудем про быстрые радиовсплески, которые продолжают радовать нас новыми загадками.

Лектор: Попов Сергей Борисович, доктор физико-математических наук, профессор РАН, ведущий научный сотрудник ГАИШ МГУ, лауреат (2016 год) премии «За верность науке» Министерства образования и науки РФ в категории «Популяризатор года».

Самая удаленная Черная Дыра? | Мозг после Инсульта | Как образуются Аминокислоты в Космосе? | Туманность Синее Кольцо

Наши соц. сети:

Inst: https://www.instagram.com/forestofscience/

VK: https://vk.com/forestofscience

Коротко о новостях из мира науки:

1 новость:

В 2004 году космический телескоп NASA смог запечатлеть очень странный объект. Большое облако газа с яркой звездой в центре, которое практически невидимо в оптическом диапазоне, но в ультрафиолетовом выглядит словно гигантский глаз, пристально смотрящий на нас из далеких глубин космоса.

данный объект носит название туманность Синее Кольцо. Астрономы уже очень долгое время искали разгадку, как же она образовалась?

Первоначально ученые предположили, что это «синее кольцо», обнаруженное на расстоянии 6300 световых лет в созвездии Геркулеса, могло быть послесвечением взрыва сверхновой. Однако в центре этой туманности располагается обычная звезда, которая оказалась старой, и термоядерные реакции водорода в ее недрах уже завершились. Кроме того, остатки сверхновой излучают волны не только в ультрафиолетовом диапазоне. Однако в данном случае, объект излучает только в ультрафиолетовом диапазоне. Масса туманности оценивается в четыре массы Юпитера.

Более подробно об этом можно узнать посмотрев это видео.

Источники: https://arxiv.org/abs/2011.09589#:~:text=19 Nov 2020]-,A "blue%20ring%20nebula"%20surrounding%20a%20thousands,of%20years%20old%20stellar%20merger&text=Stellar%20mergers%20are%20a%20brief,evolution%20of%20binary%20star%20systems.&text=The%20combined%20observations%2C%20paired%20with,companion%20several%20thousand%20years%20ago.

http://www.sci-news.com/astronomy/stellar-merger-blue-ring-n...

https://nplus1.ru/news/2020/11/21/blue-ring-nebula

2 новость:

Ученые лаборатории нейробиологии НИИ Биологии и Биофизики ТГУ разработали новый подход к оценке повреждений головного мозга, развивающихся при инсульте. Исследователи предложили анализировать состояние миелина – основного вещества оболочек нервных волокон, от которого зависит правильная передача сигналов между нейронами.

– Эксперименты проводились на крысах, поскольку развитие очага инсульта в их мозгe достаточно сходно с аналогичным патологическим процессом в мозге человека

Грызунам была проведена ювелирная операция, в ходе которой исследователи моделировали нарушения кровообращения головного мозга, характерные для инсульта.

Было проведено два эксперимента: в ходе первого состояние животных отслеживалось на протяжении десяти дней после инсульта.

В ходе второго многократное сканирование головного мозга грызунов проводилось в течение трех месяцев. В обоих случаях ученые наблюдали, что происходит с нейронами и аксонами (отростками нервных клеток), по которым идут импульсы от одной нервной клетки к другой.

Ученые проводили количественную оценку миелина – главного вещества в составе оболочек нервов. Именно от его состояния зависит правильная передача информации между клетками нервной системы. 

Данное исследование показало, что после инсульта в области мозга, где произошло нарушение кровоснабжения, гибнут нейроны и аксоны, однако часть аксонов остаются живыми, хотя и демиелинизированы. Также выяснилось, что данный процесс не является необратимым – со временем происходит восстановление миелина в нервных оболочках клеток.

Источники: http://www.tsu.ru/news/neyrobiologi-tgu-vyyasnili-kak-insult...

https://journals.sagepub.com/doi/full/10.1177/0271678X187552...

3 новость:

Аминокислоты, которые являются кирпичиками жизни, как же они образуются в межзвездных облаках?

Новые проведенные эксперименты показали, как глицин и другие «кирпичики жизни» могут синтезироваться в космосе без участия живых организмов и даже без света звезд, за счет реакций «темной химии».

В новом эксперименте, группа ученых во главе с Серджио Иопполо (Sergio Ioppolo) провела эксперимент, в ходе которого глицин сформировался в условиях, воссоздающих слой льда на поверхности пылевых зерен в межзвездном облаке, без участия внешнего энергетического воздействия.

Для этого астрофизики изучали эволюцию состава льда, насыщенного метиламином, монооксидом углерода, кислородом и водородом, и охлажденного до -260ти градусов (при этой температуре в нем формируются OH группы, она же характерна и для межзвездных облаков).

В конечном составе льда ученые обнаружили глицин и его изо-формы.

Таким образом, авторы продемонстрировали возможность образования в космосе метиламина, непосредственного предшественника глицина (он также обнаружен на комете Чурюмова — Герасименко). Затем в аналогичных условиях (включая высокий вакуум и температуру около минус 260 °C) было показано, что в богатом метиламином льду могут происходить «темные» реакции с появлением самого глицина. Процесс идет довольно медленно, однако на астрономических масштабах времени способен приводить к накоплению аминокислоты.

Источники:

https://arxiv.org/abs/2011.06145

https://naked-science.ru/article/astronomy/uchenye-obyasnili...

http://www.sci-news.com/astronomy/amino-acid-formation-inter...

4 новость:

В центре редчайшей галактики нашли уникальную черную дыру. Международная группа астрономов обнаружила галактику, принадлежащую к одному из самых редких типов. Черная дыра в ее центре генерирует гамма-излучение, а потоки ее плазмы направлены прямо на Землю.

Но что это за редкий тип галактик?

Галактик, способных создавать гамма-излучение, очень мало. Гамма-излучение, как вид электромагнитных волн обладает малой длиной волны и высокой энергией. Астрономы предполагают, что фотоны этого высокоэнергетического излучения «рождаются» в окрестностях сверхмассивной черной дыры, которая находится в центрах этих галактик.

Черная дыра притягивает к себе материю, и ускоряет ее вокруг себя до около световой скорости, после чего этот горячий поток газа вырывается в космос из полюсов черной дыры, их называют джетами- струями, светящимися в разных диапазонах длин волн. Лишь небольшая часть из них направленны джетами прямо на землю, и эти источники именуются блазарами. Блазары бывают двух типов — лацертиды и оптически быстропеременные квазары.

Принято считать, что быстропеременные квазары существуют в ядрах молодых галактик, в которых есть много межпланетных пыли и газа. Когда «запасы питания» для черной дыры истощаются, быстропеременный квазар эволюционирует до лацертиды.

Новая лацертида, получившая обозначение 4FGL J1219.0+3653 (которое вы сейчас виите у себя на экране, также является самым далеким и древним объектом подобного рода, она существовала даже <…> тогда, когда Вселенной было менее двух миллиардов лет.

Источники:

https://iopscience.iop.org/article/10.3847/2041-8213/abbc06

https://scitechdaily.com/astronomers-discover-first-bl-lacer...

https://www.popmech.ru/science/news-637133-v-centre-redchays...