Courbes de lumière multi-longueurs d'onde de PG 1553+113 couvrant les rayons gamma, Radiographie, UV, bandes optiques et radio avec des époques de 2012 à 2020. La courbe de lumière gamma est affichée avec un binning de 20 jours et les données de rayons X et optiques/UV sont regroupées en un point de données pour chaque observation. Crédit :Huang et al., 2021.
À l'aide d'observatoires spatiaux et d'installations au sol, Des astronomes chinois ont enquêté sur un blazar connu sous le nom de PG 1553+113. Les résultats de cette étude éclairent davantage le comportement de cet objet, indiquant qu'il héberge un système binaire de trous noirs supermassifs. La recherche a été publiée le 5 octobre sur arXiv.org.
Les blazars sont des quasars très compacts associés à des trous noirs supermassifs (SMBH) au centre des galaxies elliptiques géantes. Ils appartiennent à un groupe plus large de galaxies actives qui hébergent des noyaux galactiques actifs (AGN), et sont les plus nombreuses sources de rayons gamma extragalactiques. Leurs traits caractéristiques sont des jets relativistes pointés presque exactement vers la Terre.
À un décalage vers le rouge de 0,5, PG 1553+113 est un blazar présentant une quasi-périodicité de 2,2 ans dans sa courbe de lumière gamma. Des études antérieures sur ce blazar ont suggéré que cette variabilité pourrait être liée à une précession de jet dans un système binaire SMBH. Cependant, la courbe de lumière gamma montre des éruptions plus faibles près des principales qui pourraient indiquer les signes des jets jumeaux dans le système.
Par conséquent, une équipe d'astronomes dirigée par Shifeng Huang de l'Université du Shandong en Chine a décidé d'étudier la courbe de lumière des rayons X et les spectres de PG 1553+113 observés entre 2012 et 2020. Ils ont analysé les données obtenues avec les vaisseaux spatiaux Swift et Fermi de la NASA, le satellite XMM-Newton de l'ESA, ainsi que l'Observatoire radio d'Owens Valley (OVRO).
« Nous étudions le flux et la variabilité spectrale de PG 1553+113 sur des échelles de temps à long terme en utilisant les données de rayons X Swift et XMM-Newton collectées pour la période 2012-2020, ", ont écrit les chercheurs dans le journal.
La courbe de lumière aux rayons X de PG 1553+113 présente plusieurs éruptions principales et faibles au cours de la campagne de surveillance de huit ans. Il a été noté qu'en général, les éruptions X principales et quelques éruptions faibles sont cohérentes avec les éruptions correspondantes observées sur la bande gamma. Les astronomes ont observé un comportement "plus dur quand plus brillant" dans les rayons X pour les éruptions principales et faibles, et un comportement "plus doux quand plus lumineux" dans les états de repos.
Selon le journal, la variabilité de la bande des rayons X est très probablement due à un effet de précession de deux jets dans un système binaire de trous noirs supermassifs. Les astronomes ont expliqué que chaque trou noir porte son propre jet et que le mouvement des trous noirs sur l'orbite provoque la variation quasi-périodique sur les courbes de lumière.
Sur la base des résultats de la courbe de lumière aux rayons X et de la corrélation entre le disque et le jet, les chercheurs ont calculé la masse de ce système binaire SMBH. Ils ont découvert que le trou noir primaire a une masse d'environ 347 millions de masses solaires, tandis que la masse du secondaire est d'environ 140 millions de masses solaires, ce qui donne un rapport massique à un niveau de 0,41.
Les auteurs de l'article ont ajouté que leurs résultats sont incertains et que davantage d'observations à cadence élevée de PG 1553 + 113 sont nécessaires pour tirer des conclusions finales concernant le binaire SMBH.
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