Kvasarer som är synliga vid gammastrålenergier kallas "blazarer." Blazars är bland universums mest energiska föremål och drivs av supermassiva svarta hål i kärnan i vissa jätte elliptiska galaxer. Ett internationellt team av astrofysiker som använder en kombination av mark- och rymdbaserade teleskop har avslöjat överraskande förändringar i strålning från en aktiv galax. Bilden som framträder från dessa första någonsin samtidiga observationer med optiska, röntgenstrålar och ny generation gamma-ray-teleskop är mycket mer komplex än forskare förväntade sig och utmanar aktuella teorier om hur blazarer genererar strålningen de avger.
Galaxen, kallad PKS 2155-304, avger motsatt riktade partiklar som reser nära ljusets hastighet när materien faller in i ett centralt supermassivt svart hål; denna process är inte väl förstått. När det gäller blazarer är galaxen orienterad så att vi tittar ner i jetstrålen.
PKS 2155-304 ligger 1,5 miljarder ljusår bort i den södra konstellationen Piscis Austrinus och är vanligtvis en detekterbar men svag gammastrålekälla. Men när dess jet genomgår ett stort utbrott, som det gjorde 2006, kan galaxen bli den ljusaste källan på himlen vid de högsta gammastrålenergier som forskare kan upptäcka - upp till 50 biljoner gånger synligt ljus. Även från starka källor, bara om en gammastråle slår denna energiska en fyrkantig gård högst upp på jordens atmosfär varje månad.
Atmosfärisk absorption av en av dessa gammastrålar skapar en kortlivad dusch av subatomära partiklar. När dessa snabbflyttande partiklar rusar genom atmosfären ger de en svag blixt av blått ljus. High Energy Stereoscopic System (H.E.S.S), en uppsättning teleskop belägna i Namibia, fångade dessa blixtar från PKS 2155-304.
Gamma-strålar vid lägre energier upptäcktes direkt av Large Area Telescope (LAT) ombord på NASA: s kretslopp Fermi Gamma-ray Space Telescope. "Lanseringen av Fermi ger oss möjlighet att mäta denna kraftfulla galax över så många våglängder som möjligt för första gången," säger Werner Hofmann, talesman för H.E.S.S. team vid Max-Planck Institute for Nuclear Physics i Heidelberg, Tyskland.
Med gamma-ray-regimen helt täckt, vände sig teamet till NASA: s Swift- och Rossi-röntgen Timing Explorer (RXTE) satelliter för att tillhandahålla data om galaxens röntgenutsläpp. H.E.S.S. avrundade våglängdstäckningen Automatisk teleskop för optisk övervakning, som registrerade galaxens aktivitet i synligt ljus.
Mellan 25 augusti och 6 september 2008 övervakade teleskop PKS 2155-304 i sitt lugna, icke-flänsande tillstånd. Resultaten av den 12-dagars kampanjen är överraskande. Under flaring episoder av detta och andra blazars, röntgen och gammastråleutsläpp stiga och faller samman. Men det händer inte så här när PKS 2155-304 är i sitt lugna skick - och ingen vet varför.
Det som är ännu främre är att galaxens synliga ljus stiger och faller med sin gammastrålning. "Det är som att titta på en blåsning där de högsta temperaturerna och de lägsta temperaturerna ändras i steg, men medeltemperaturerna inte," säger Berrie Giebels, en astrofysiker vid Frankrikes École Polytechnique som arbetar med både H.E.S.S. och Fermi LAT-team.
"Astronomer lär sig att de olika beståndsdelarna i jets i blazars samverkar på ganska komplicerade sätt för att producera den strålning som vi observerar," säger Fermi-teammedlem Jim Chiang vid Stanford University, Calif. "Dessa observationer kan innehålla de första ledtrådarna som hjälper oss lossa vad som verkligen händer i hjärtat av en blazar. ”
Källa: NASA
