Image Sloan Digital Sky Survey du blazar Markarian 501. Crédit :Arbet-Engels et al., 2021.
Une équipe d'astronomes de Suisse et d'Allemagne a effectué une surveillance photométrique multibande à long terme d'un blazar voisin connu sous le nom de Markarian 501. La campagne d'observation a fourni des informations essentielles concernant la variabilité du blazar et détecté de nombreuses éruptions de cette source. Les résultats de l'étude ont été publiés le 7 septembre 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, et sont les plus nombreuses sources de rayons gamma extragalactiques. Leurs traits caractéristiques sont des jets relativistes pointés presque exactement vers la Terre.
Les objets BL Lacertae (BL Lacs) sont un type de blazar présentant des jets de faible puissance et des facteurs Doppler plus élevés que les autres blazars. En fonction de l'emplacement du pic du synchrotron, ils peuvent être divisés en bas (LBL), intermédiaire (IBL), et les BL Lacs à pic synchrotron élevé (HBL). Les astronomes sont particulièrement intéressés à trouver des HBL extrêmes rares (EHBL) - identifiés par des pics d'émission synchrotron à des énergies supérieures à 1 keV. On pense que ces objets sont parmi les accélérateurs les plus efficaces et les plus extrêmes de l'univers.
À un décalage vers le rouge de 0,034, Markarian 501 (ou Mrk 501) est l'un des blazars lumineux à proximité les plus étudiés. Des observations antérieures de cette source ont suggéré qu'il pourrait s'agir d'un EHBL. Un groupe de chercheurs dirigé par Axel Arbet-Engels de l'Ecole polytechnique fédérale de Zurich, La Suisse, a décidé d'approfondir cette hypothèse en effectuant une photométrie multibande à long terme de Mrk 501 à l'aide de diverses installations au sol et de télescopes spatiaux, y compris le premier télescope G-APD Cherenkov (FACT).
"Nous avons étudié la variabilité du haut débit de Mrk 501 de fin 2012 à mi-2018. Les données de huit instruments ont été prises en compte, " ont écrit les astronomes dans le journal.
La variabilité de Mrk 501 a été détectée dans toutes les bandes d'ondes. La variabilité fractionnaire est la plus faible dans la radio et la plus élevée dans la bande TeV, et elle augmente de façon monotone de la radio aux rayons X et des GeV aux TeV.
Le décalage entre les variations du TeV et des rayons X a été estimé à moins de 0,4 jour. Selon les chercheurs, ce décalage presque nul est cohérent avec l'émission synchrotron self-Compton (SSC), où les photons TeV sont produits par diffusion Compton inverse.
« Le retard signalé <0,4 jour entre les flux de TeV et de rayons X est en accord avec le cadre de l'auto-Compton ou du Compton externe car les électrons se refroidissent rapidement ( <0,5 heure) à ces énergies, " ont expliqué les scientifiques.
Les observations ont également identifié de nombreuses éruptions de TeV et de rayons X de Mrk 501. L'intervalle de temps caractéristique entre les éruptions de TeV s'est avéré comparable à l'attente si ces éruptions sont déclenchées par la précession dite de Lense-Thirring (une correction relativiste à la précession d'un gyroscope à proximité d'une grande masse en rotation) du disque d'accrétion autour du SMBH.
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