La conception d'un artiste d'un blazar, un galay alimenté par un noyau actif. Les blazars sont les sources les plus couramment détectées par le vaisseau spatial à rayons gamma Fermi de la NASA. Les astronomes ont modélisé le brillant, émission variable du blazar CTA102 entre 2013-2017 à l'aide de données extraites des bandes gamma à radio. Ils sont capables d'expliquer la variabilité multi-onde observée à l'aide d'un modèle géométrique des jets en mouvement rapide. Crédit :M. Weiss/CfA
Les noyaux galactiques actifs (AGN) sont des trous noirs supermassifs au centre des galaxies qui accrètent de la matière. Ces AGN émettent des jets de particules chargées qui se déplacent à des vitesses proches de celle de la lumière, transportant d'énormes quantités d'énergie loin de la région centrale du trou noir et rayonnant à travers le spectre électromagnétique. Les blazars sont des exemples extrêmes d'AGN dans lesquels les jets collimatés sont alignés par coïncidence vers nous. Les jets Blazar ont deux longueurs d'onde d'émission maximales, celui qui s'étend de la radio à la radiographie, le résultat de l'accélération de particules chargées, et une à longueur d'onde extrêmement courte, bandes de rayons gamma de haute énergie généralement (et quelque peu controversées) attribuées aux particules chargées diffusant des photons infrarouges « germes » provenant d'une variété d'autres sources. Toutes ces bandes manifestent une variabilité forte et imprévisible. Simultané, observations à long terme sur plusieurs bandes donc, en modélisant le moment relatif des fusées éclairantes et d'autres émissions variables, offrent un moyen précieux d'étudier les nombreux mécanismes physiques possibles à l'œuvre.
L'astronome de CfA Mark Gurwell était membre d'une grande équipe d'astronomes qui a surveillé la variabilité du blazar CTA102 de 2013 à 2017 couvrant le spectre électromagnétique de la radio aux rayons gamma, en particulier en utilisant le Submillimeter Array pour mesurer l'émission radio cruciale à courte longueur d'onde (mm/submm). Bien que ce blazar lumineux soit sous surveillance depuis 1978, ce n'est que depuis le lancement de l'observatoire des rayons gamma de Compton en 1992 que sa variabilité des rayons gamma a été découverte, et le lancement de la mission Fermi Gamma-Ray Space Telescope 2008 a permis la poursuite des observations.
En 2016, Le CTA102 est entré dans une nouvelle phase de très haute activité gamma, torchage pendant quelques semaines avec des changements d'émission correspondants à toutes les longueurs d'onde. En décembre de la même année, une éruption a été repérée qui était plus de 250 fois plus lumineuse que son état faible habituel. Plusieurs scénarios physiques détaillés ont été proposés pour cet événement, l'un d'eux basé sur des changements dans l'orientation géométrique des jets. Dans le nouveau journal, l'équipe note que parce que les deux pics d'émission proviennent de deux processus différents avec des caractéristiques géométriques différentes, le scénario géométrique peut être testé. Les flux de rayons gamma et optiques proviennent des mêmes mouvements de particules dans les jets, par exemple, et doit être fortement corrélée. Les astronomes ont entrepris une analyse de toutes les données de variabilité disponibles de 2013 à 2017. Ils concluent qu'un jet courbe modulé par des changements d'orientation peut expliquer le flux à long terme et l'évolution spectrale de CTA102 d'une manière directe.