Los Blazares

Blazar

Un blázar es un cuásar muy compacto (fuente de radio cuasi-estelar) asociado a un presunto agujero negro supermasivo en el centro activo de una galaxia elíptica gigante. Los blazares son algunos de los fenómenos más energéticos del universo y son un tema importante en la astronomía extragaláctica .

Los blazares son miembros de un grupo más grande de galaxias activas que albergan núcleos galácticos activos (AGN). Algunos objetos raros pueden ser "blazares intermedios" que parecen tener una mezcla de propiedades, tanto ópticamente variables violenta (OVV) quásares y objetos BL Lac . El nombre "Blazar" fue acuñado inicialmente en 1978 por el astrónomo Edward Spiegel para denotar la combinación de estas dos clases.

Blazars se AGN con un chorro relativista que apunta en la dirección general de la Tierra. Observamos hacia "abajo" del jet, o casi, y esto explica la rápida variabilidad y características compactas de ambos tipos de blazares. Muchos blazares tienen aparentes características superlumínicas dentro de los primeros parsecs de sus aviones, probablemente debido a los frentes de choque relativistas.

La imagen generalmente aceptada es que los cuásares OVV son intrínsecamente poderosas galaxias de radio , mientras que objetos BL Lac son galaxias de radio intrínsecamente débiles. En ambos casos, las galaxias son elípticas gigantes .

Modelos alternativos, por ejemplo, lentes gravitacionales , puede dar cuenta de algunas observaciones de algunos blazares que no son consistentes con las propiedades generales.

Cuando el ángulo θ que forma el jet con la tierra es cero, el cuásar o núcleo galáctico activo es denominado Blazar Estructura

Los blazares, como todos los AGN, se cree que en última instancia, alimentado por material que cae en un agujero negro supermasivo en el centro de la galaxia anfitriona. Gas, el polvo y la estrella de vez en cuando son capturados y en espiral hacia el agujero negro central de la creación de un caliente disco de acreción que genera enormes cantidades de energía en forma de fotones , electrones , positrones y otras partículas elementales . Esta región es muypequeña, aproximadamente 10 -3 parsecs de tamaño.

También hay una mayor opaca toroide que se extiende varios parsecs desde el agujero negro central, que contiene un gas caliente con regiones incrustadas de mayor densidad. Estas "nubes" pueden absorber y volver a emitir energía de las regiones más cerca del agujero negro. En la Tierra se detectan las nubes como líneas de emisión en el blázar espectro .

Perpendicular al disco de acreción, un par de chorros relativistas lleva un altamente energético de plasma lejos de la AGN. El chorro es colimada por una combinación de campos magnéticos intensos y vientos potentes del disco de acreción y toroide. En el interior del chorro, fotones de alta energía y partículas interactúan unos con otros y el campo magnético fuerte. Estos chorros relativistas pueden extenderse hasta varias decenas de kiloparsecs del agujero negro central.

Todas estas regiones puede producir una variedad de energía observada, sobre todo en la forma de un no térmico espectro que va desde muy baja frecuencia de radio a los rayos gamma extremadamente energéticas, con una alta polarización (típicamente de unos pocos por ciento) en algunas frecuencias. El espectro no térmico consiste en la radiación sincrotrón en la radio a la gama de rayos X, y de emisión Compton inversa en el de rayos X a la región de rayos gamma. Un espectro térmico máximo en la región ultravioleta y líneas de emisión ópticas débiles también están presentes en los cuásares OVV, pero débil o inexistente en objetos BL Lac.

Radiante relativista

Ángulo de visión - 1 a los 90 grados a la jet: :Radio Galaxia / Seyfert Galaxy 2 ., 2, 3 en un ángulo para el chorro: Quasar / Seyfert 1 Galaxy .; 4 por el jet: . Blazar [ 2 ]

La emisión observada desde un blazar es mucho mayor por los efectos relativistas en el avión, un proceso denominado relativista radiante . La mayor velocidad del plasma que constituye el chorro puede estar en el rango de 95% -99% de la velocidad de la luz. (Esta velocidad es mayor no la velocidad de un electrón o un protón típico en el chorro. Las partículas individuales se mueven en muchas direcciones con el resultado de que la velocidad de la red para que el plasma está en el rango mencionado.)

La relación entre la luminosidad emitida en el marco de reposo del chorro y la luminosidad observada desde la Tierra depende de las características del chorro.Estos incluyen si la luminosidad se debe a un frente de choque o de una serie de manchas brillantes en el avión, así como detalles de los campos magnéticos dentro de la nave y su interacción con las partículas que se mueven.

Un modelo simple de radiante sin embargo, ilustra los efectos relativistas básicos que conectan la luminosidad emitida en el marco de reposo del chorro, S e y la luminosidad observada en la Tierra, S o . Estos están conectados por un término que se refiere el astrofísica como el factor de Doppler , D , donde S o es proporcional a S e × D 2 .

Cuando miró con mucho más detalle de lo que se muestra aquí, tres efectos relativistas están involucrados:

Aberración relativista aporta un factor de D 2 . Aberración es una consecuencia de la relatividad especial donde direcciones que aparecen isotrópica en el sistema en reposo (en este caso, el chorro) aparecen empujados hacia la dirección de movimiento en el marco del observador (en este caso, la Tierra).

Dilatación del tiempo aporta un factor de D +1 . Este efecto se acelera la aparente liberación de energía. Si el chorro emite una ráfaga de energía cada minuto en su propio marco de este resto se puede observar en la Tierra como una liberación mucho más rápido, tal vez una ráfaga cada diez segundos.

De ventanas puede contribuir un factor de D -1 y luego trabaja para disminuir la cantidad de impulsar. Esto sucede

por un flujo constante, ya que hay a continuación, D menos elementos de fluido dentro de la ventana observada, ya que cada elemento ha sido ampliado por el factor D . Sin embargo, para una masa libremente propagación de material, la radiación es impulsado por el pleno del D 3 .

Un ejemplo

Considere la posibilidad de un chorro con un ángulo respecto a las líneas de visión θ = 5 ° y una velocidad de 99,9% de la velocidad de la luz. En la Tierra la luminiosity observada es 70 veces mayor que la de la luminosidad emitida. Sin embargo, si θ es el valor mínimo de 0 ° el chorro aparece 600 veces más brillante desde la Tierra.

Transmisión de distancia

Relativista radiante también tiene otra consecuencia importante. El chorro que no se acerca a la Tierra aparecerá más tenue debido a los mismos efectos relativistas. Por lo tanto, dos aviones intrínsecamente idénticos aparecerán significativamente asimétrica. En efecto, en el ejemplo dado por encima de cualquier jet donde θ <35 ° se observará en la Tierra como menos luminosa de lo que sería el sistema en reposo del chorro.

Otra consecuencia es que una población de AGN intrínsecamente idénticos esparcidos en el espacio con orientacionesaleatorias chorro se verá como una población muy heterogénea en la Tierra. Los pocos objetos donde θ es pequeño tendrá un chorro muy brillante, mientras que el resto va a parecer tienen jets considerablemente más débiles. Aquellos donde θ varía de 90 ° se parecen tener jets asimétricos.

Esta es la esencia detrás de la conexión entre blazares y galaxias de radio. AGN que tienen jets orientados a cerca de la línea de visión con la Tierra pueden parecer muy diferentes de otros AGN aunque sean intrínsecamente idénticos.

Descubrimiento

Muchos de los más brillantes blazares se identificaron en primer lugar, no tan poderosas galaxias lejanas, sino como irregulares estrellas variables en nuestra propia galaxia. Estos blazares, como auténticos irregulares estrellas variables, cambian de brillo en periodos de días o años, pero sin un patrón.

El desarrollo temprano de la radioastronomía ha demostrado que existen numerosas fuentes de radio más brillantes en el cielo. A finales de la década de 1950 la resolución de los telescopios de radio era suficiente para ser capaz de identificar fuentes de radio específicas con las contrapartes ópticas, que conduce al descubrimiento de quásares .

Los Blazares estaban altamente representados entre estos primeros cuásares, y de hecho se encontró el primer desplazamiento al rojo de 3C 273 - un quásar muy variable que también es un blazar.

En 1968 una conexión similar entre la "estrella variable" BL Lacertae VRO 42.22.01 y una fuente de radio de gran alcance [ 3 ] se hizo. BL Lacertae muestra muchas de las características de los quásares, pero la óptica espectro estaba desprovista de las líneas espectrales utilizados para determinar el desplazamiento hacia el rojo. Indicios débiles de una galaxia subyacente - la prueba de que BL Lacertae no era una estrella - se encontraron en 1974.

La naturaleza extragaláctica de BL Lacertae no fue una sorpresa. En 1972 algunas fuentes ópticas y radio variables se agrupan y se propone como una nueva clase de galaxia: objetos BL Lacertae tipo . Esta terminología pronto fue acortado a "BL Lacertae objeto", "BL Lac objeto" o simplemente "BL Lac". (Tenga en cuenta que este último término también puede significar la blázar original y no a toda la clase.). A partir de 2003, se conocen unos pocos cientos de objetos BL Lac.

Visión actual

Los blazares se cree que son núcleos activos de galaxias , con chorros relativistas orientados cerca de la línea de visión del observador.

La orientación especial jet explica las peculiares características generales: alta luminosidad observada, variación muy rápida, alta polarización (en comparación con los quásares no blazar), y los aparentesmovimientos superlumínicas detectados a lo largo de los primeros parsecs de los chorros en la mayoría de blazares.

Un esquema unificado o Modelo Unificado ha sido generalmente aceptado que los quásares altamente variables están relacionadas con intrínsecamente poderosa radio galaxias y objetos BL Lac están relacionados con las galaxias de radio intrínsecamente débiles. La distinción entre estas dos poblaciones conectadas explica la diferencia en las propiedades de líneas de emisión en blazares.

Explicaciones alternativas para el chorro relativista / enfoque esquema unificado que se han propuesto incluyen microlente gravitacional y la emisión coherente de la jet relativista. Ninguno de ellos explicar las propiedades generales de blazares. Por ejemplo microlente es acromático. Es decir, todas las partes del espectro se suben y bajan juntos. Esto es muy claro que no se observa en blazares. Sin embargo, es posible que estos procesos, así como la física del plasma más complejos pueden dar cuenta de las observaciones específicas o algunos detalles.

Algunos ejemplos de blazares incluyen 3C 454.3 , 3C 273 , BL Lacertae , PKS 2155-304 , Markarian 421 , y Markarian 501 . Los dos últimos son también llamados "Blazars TeV" por su alta energía (rango teraelectron voltios) emisión de rayos gamma.

3C 454.3

Constelación Pegaso

Ascensión recta (α) 22h 53m 57.7s 

Declinación +16º 08' 53.6

Corrimiento al rojo 0.859001±0.000170 1

Distancia en al 7.7 gigaal

Magnitud aparente 16.1

Notas Es un cuásar/blazar

Otras designaciones 3C454.3

3C 454.3 es un blazar (un tipo de cuásar con un jet orientado hacia la Tierra) localizado fuera del plano galáctico. Está situado en la constelación de Pegaso. Es una de las fuentes de rayos-gamma más brillantes del firmamento, el más llameante, el doble que el púlsar de la Vela en nuestra galaxia. Es muy brillante a las radio-frecuencias.

Está muy cerca de Markab (Alfa Pegasi). Marcó una magnitud de 13.4 en junio del 2014.

Historia

En julio y en agosto del 2007, el blazar llameó a unos niveles históricos, batiendo récords de otros blazares. El Telescopio espacial Spitzer y el Observatorio Chandra de Rayos-X estaban bastante preparados para hacer más observaciones simultáneas. Swift Spacecraft, RXTE y AGILE Spacecraft fueron los telescopios con los que también hicieron observaciones por todo el mundo.