Un doctorant de l'Université d'Oklahoma, assistants de recherche diplômés et de premier cycle, et professeur agrégé au Département de physique et d'astronomie Homer L. Dodge du Collège des arts et des sciences de l'Université de l'Oklahoma sont les principaux auteurs d'un article décrivant un blazar « changeant de look », un puissant noyau galactique actif alimenté par un trou noir supermassif à le centre d'une galaxie. L'article est publié en Le Journal d'Astrophysique .

Hora D. Mishra, un doctorat étudiant, et membre du corps professoral Xinyu Dai sont les principaux auteurs de l'article, avec Christopher Kochanek et Kris Stanek à l'Ohio State University et Ben Shappee à l'Université d'Hawaï. L'article présente les conclusions de chercheurs de 12 institutions différentes qui ont participé à un projet collaboratif de deux ans impliquant la collecte de spectres ou de données d'imagerie dans différentes bandes électromagnétiques. L'équipe de l'OU a dirigé l'effort d'analyse de toutes les données collectées à partir de la collaboration et a contribué principalement à l'interprétation des résultats de l'analyse, assisté par l'étudiant diplômé de l'OU Saloni Bhatiani et les étudiants de premier cycle Cora DeFrancesco et John Cox qui ont effectué des analyses auxiliaires du projet.

Blazar, explique Mishra, qui est également président de Lunar Sooners, apparaissent comme des rayons de lumière parallèles ou des particules, ou des jets, pointant vers des observateurs et rayonnant sur toutes les longueurs d'onde du spectre électromagnétique. Ces jets s'étendent sur des distances de l'ordre du million d'années-lumière et sont connus pour avoir un impact sur l'évolution de la galaxie et de l'amas de galaxies dans lesquels ils résident via le rayonnement. Ces caractéristiques font des blazars des environnements idéaux pour étudier la physique des jets et leur rôle dans l'évolution des galaxies.

"Les blazars sont un type unique d'AGN avec des jets très puissants, " dit-elle. " Les jets sont un mode de rétroaction radio et en raison de leurs échelles, ils pénètrent la galaxie dans leur environnement à grande échelle. L'origine de ces jets et les processus entraînant le rayonnement ne sont pas bien connus. Ainsi, l'étude des blazars permet de mieux comprendre ces jets et comment ils sont connectés aux autres composants de l'AGN, comme le disque d'accrétion. Ces jets peuvent chauffer et déplacer le gaz dans leur environnement affectant, par exemple, la formation d'étoiles dans la galaxie."

L'article de l'équipe met en évidence les résultats d'une campagne visant à enquêter sur l'évolution d'un blazar connu sous le nom de B2 1420+32. Fin 2017, ce blazar présentait une énorme fusée optique, un phénomène capturé par le réseau de télescopes All Sky Automated Survey for SuperNovae.

"Nous avons suivi cela en observant l'évolution de son spectre et de sa courbe de lumière au cours des deux prochaines années et avons également récupéré les données d'archives disponibles pour cet objet, " dit Mishra. " La campagne, avec des données couvrant plus d'une décennie, a donné des résultats des plus excitants. Nous voyons une variabilité dramatique dans le spectre et de multiples transformations entre les deux sous-classes de blazar pour la première fois pour un blazar, lui donnant ainsi le nom de blazar « changeant de look ».

L'équipe a conclu que ce comportement est causé par les changements dramatiques du flux continu, qui confirment une théorie proposée depuis longtemps qui sépare les blazars en deux grandes catégories.

"En outre, nous voyons plusieurs très grandes éruptions multibandes dans les bandes optiques et gamma à différentes échelles de temps et de nouvelles caractéristiques spectrales, " a déclaré Mishra. " Une telle variabilité extrême et les caractéristiques spectrales exigent des recherches dédiées pour plus de ces blazars, qui nous permettra d'utiliser les changements spectraux spectaculaires observés pour révéler la physique AGN/jet, y compris comment les particules de poussière autour des trous noirs supermassifs sont détruites par l'énorme rayonnement du moteur central et comment l'énergie d'un jet relativiste est transférée dans les nuages ​​de poussière, fournissant un nouveau canal reliant l'évolution du trou noir supermassif avec sa galaxie hôte."

"Nous sommes très excités par les résultats de la découverte d'un blazar au look changeant qui ne se transforme pas une seule fois, mais trois fois, entre ses deux sous-classes, des changements dramatiques dans son émission continue, " ajouta-t-elle. " De plus, nous voyons de nouvelles caractéristiques spectrales et une variabilité optique sans précédent. Ces résultats ouvrent la porte à d'autres études de ce type sur les blazars très variables et leur importance dans la compréhension de la physique des AGN."

"C'est vraiment intéressant de voir l'émergence d'une forêt de raies d'émission de Fer, suggérant que les particules de poussière à proximité ont été évaporées par le fort rayonnement du jet et ont libéré des ions de fer libres dans les nuages ​​émetteurs, un phénomène prédit par les modèles théoriques et confirmé dans ce déchaînement de blazar, " dit Dai.