Blazar

Blazar je vrsta aktivnih galaksija. Ova klasa je najpromenljivija u svom zračenju od svih klasa aktivnih galaksija.^[1] Uključuje BL Lac objekte i neke od snažno promenljivih kvazara. Ime je dobijeno fuzijom naziva BL Lacertae (BL Guštera) i kvazar. Po modelu aktivnih galaksija, aktivnost blazara je prouzrokovana mlazevima (džetovima) energetskih čestica (elektroni, protoni, alfa čestice...) iz jezgra aktivne galaksije koji su u pravcu, ili skoro u pravcu, posmatračeve linije vida.^[2]

Blazar sa oznakom H0323+02 snimljen sa ESO opservatorije

Kategorija blazar uključuje BL Lac objekte i optički nasilno promenljive (OVV) kvazare. Opšteprihvaćena teorija je da su BL Lac objekti suštinski radio galaksije male snage, dok su OVV kvazari suštinski moćni radio-glasni kvazari. Naziv „blazar“ skovao je 1978. astronom Edvard Špigel da označi kombinaciju ove dve klase.^[3]

Na slikama vidljive talasne dužine, većina blazara izgleda kompaktno i tačkasto, ali slike visoke rezolucije otkrivaju da se nalaze u centrima eliptičnih galaksija.^[4]

Blazari su važne teme istraživanja u astronomiji i astrofizici visokih energija. Istraživanje blazara uključuje istraživanje svojstava akrecionih diskova i mlazova, centralnih supermasivnih crnih rupa i okolnih galaksija domaćina, kao i emisiju visokoenergetskih fotona, kosmičkih zraka i neutrina.

U julu 2018, tim Ajskjub neutrinska opservatorija je pratila neutrino koji je u septembru 2017. pogodio njen detektor na Antarktiku do tačke porekla na blazaru udaljenom 3,7 milijardi svetlosnih godina. Ovo je bio prvi put da je detektor neutrina korišćen za lociranje objekta u svemiru.^[5]^[6]

Struktura

Slika blazara Markarijana 421 iz Sloanovog digitalnog nebeskog pregleda, koja ilustruje svetlo jezgro i eliptičnu galaksiju domaćina

Smatra se da se Blazari, kao i sva aktivna galaktička jezgra (AGN), na kraju napajaju materijalom koji pada na supermasivnu crnu rupu u centru galaksije domaćina. Gas, prašina i povremene zvezde su zarobljene i spiralno se uvijaju u ovu centralnu crnu rupu, stvarajući vreli akrecioni disk koji generiše ogromne količine energije u obliku fotona, elektrona, pozitrona i drugih elementarnih čestica. Ovaj region je relativno mali, veličine oko 10⁻³ parseka.

Postoji i veći neprozirni toroid koji se proteže nekoliko parseka od crne rupe, koji sadrži vrući gas sa ugrađenim regionima veće gustine. Ovi „oblaci“ mogu da apsorbuju i ponovo emituju energiju iz regiona bliže crnoj rupi. Na Zemlji, oblaci se detektuju kao emisione linije u spektru blazara.

Okomito na akrecioni disk, par relativističkih mlazova nosi visoko energetsku plazmu dalje od AGN. Mlaz je kolimiran kombinacijom intenzivnih magnetnih polja i snažnih vetrova iz akrecionog diska i toroida. Unutar mlaza, fotoni i čestice visoke energije interaguju jedni sa drugima i jakim magnetnim poljem. Ovi relativistički mlazovi mogu da se protežu i na desetine kiloparseka od centralne crne rupe.

Svi ovi regioni mogu da proizvedu raznovrsnu posmatranu energiju, uglavnom u obliku netermalnog spektra u rasponu od veoma niskofrekventnog radija do izuzetno energetskih gama zraka, sa visokom polarizacijom (obično nekoliko procenata) na nekim frekvencijama. Netermalni spektar se sastoji od sinhrotronskog zračenja u opsegu radio i rendgenskih zraka i inverzne komptonove emisije u oblasti rendgenskih i gama zraka. Termalni spektar sa vrhuncem u ultraljubičastom regionu i slabe optičke emisione linije su takođe prisutni u OVV kvazarima, ali slab ili nepostojeći u BL Lac objektima.

Sadašnje gledište

Smatra se da su Blazari aktivna galaktička jezgra, sa relativističkim mlazovima orijentisanim blizu linije vida posmatrača.

Posebna orijentacija mlaza objašnjava opšte specifične karakteristike: visoku uočenu osvetljenost, veoma brzu varijaciju, visoku polarizaciju (u poređenju sa kvazarima koji nisu blazari), i prividna superluminalna kretanja otkrivena duž prvih nekoliko parseka mlazova kod većine blazara.

Ujedinjena šema ili ujedinjeni model je postao opšte prihvaćen, gde su visoko promenljivi kvazari povezani sa suštinski moćnim radio galaksijama, a BL Lac objekti su povezani sa suštinski slabim radio galaksijama.^[7] Razlika između ove dve povezane populacije objašnjava razliku u svojstvima emisionih linija u blazarima.^[8]

Druga objašnjenja za pristup relativističkog mlaza/unifikovane šeme koja su predložena uključuju gravitaciono mikro sočivo i koherentnu emisiju iz relativističkog mlaza. Nijedno od njih ne objašnjava ukupna svojstva blazara. Na primer, aktivnost mikrosočiva je ahromatična. To jest, svi delovi spektra bi se dizali i padali zajedno. Ovo se ne primećuje kod blazara. Međutim, moguće je da ovi procesi, kao i složenija fizika plazme, mogu objasniti specifična zapažanja ili neke detalje.

Primeri blazara uključuju 3C 454.3, 3C 273, BL Lacertae, PKS 2155-304, Markarian 421, Markarian 501 i S5 0014+81. Markarijan 501 i S5 0014+81 se takođe nazivaju „TeV blazarima” zbog njihove visoke energije (teraelektron-voltni opseg) emisije gama zraka.

U julu 2018, blazar pod nazivom TXS 0506+056^[9] identifikovan je kao izvor visokoenergetskih neutrina od strane IceCube projekta.^[6]^[10]^[11]

Reference

^ Urry, C. M.; Padovani, P. (1995). „Unified Schemes for Radio-Loud Active Galactic Nuclei”. Publications of the Astronomical Society of the Pacific. 107: 803. Bibcode:1995PASP..107..803U. S2CID 17198955. arXiv:astro-ph/9506063  . doi:10.1086/133630.
^ „Blazar“. U Encyclopedia of Astronomy & Astrophysics, Nature Publishing Group, 2001
^ Kellermann, Kenneth (2. 10. 1992). „Variability of Blazars”. Science. 258 (5079): 145—146. PMID 17835899. doi:10.1126/science.258.5079.145-a. CS1 održavanje: Format datuma (veza)
^ Urry, C. M.; Scarpa, R.; O'Dowd, M.; Falomo, R.; Pesce, J. E.; Treves, A. (2000). „The Hubble Space Telescope Survey of BL Lacertae Objects. II. Host Galaxies”. The Astrophysical Journal. 532 (2): 816. Bibcode:2000ApJ...532..816U. S2CID 17721022. arXiv:astro-ph/9911109  . doi:10.1086/308616.
^ Overbye, Dennis (12. 7. 2018). „It Came From a Black Hole, and Landed in Antarctica - For the first time, astronomers followed cosmic neutrinos into the fire-spitting heart of a supermassive blazar.”. The New York Times. Pristupljeno 13. 7. 2018. CS1 održavanje: Format datuma (veza)
^ ^a ^b „Neutrino that struck Antarctica traced to galaxy 3.7bn light years away”. The Guardian. 12. 7. 2018. Pristupljeno 12. 7. 2018. CS1 održavanje: Format datuma (veza)
^ „Black Hole 'Batteries' Keep Blazars Going and Going”. 24. 2. 2015. Pristupljeno 2015-05-31. CS1 održavanje: Format datuma (veza)
^ Ajello, M.; Romani, R. W.; Gasparrini, D.; Shaw, M. S.; Bolmer, J.; Cotter, G.; Finke, J.; Greiner, J.; Healey, S. E. (2014-01-01). „The Cosmic Evolution of Fermi BL Lacertae Objects”. The Astrophysical Journal (na jeziku: engleski). 780 (1): 73. Bibcode:2014ApJ...780...73A. ISSN 0004-637X. S2CID 8733720. arXiv:1310.0006  . doi:10.1088/0004-637X/780/1/73.
^ „SIMBAD query result”. simbad.u-strasbg.fr. Pristupljeno 2018-07-13.
^ „Source of cosmic 'ghost' particle revealed”. BBC. 12. 7. 2018. Pristupljeno 12. 7. 2018. CS1 održavanje: Format datuma (veza)
^ „IceCube Neutrinos Point to Long-Sought Cosmic Ray Accelerator”. icecube.wisc.edu (na jeziku: engleski). 12. 7. 2018. Pristupljeno 2018-07-13. CS1 održavanje: Format datuma (veza)

Literatura

Eggen, O. J.; Lynden-Bell, D.; Sandage, A. R. (1962). „Evidence from the motions of old stars that the Galaxy collapsed”. The Astrophysical Journal. 136: 748. Bibcode:1962ApJ...136..748E. doi:10.1086/147433.
Searle, L.; Zinn, R. (1978). „Compositions of halo clusters and the formation of the galactic halo”. The Astrophysical Journal. 225: 357—379. Bibcode:1978ApJ...225..357S. doi:10.1086/156499.
White, Simon; Rees, Martin (1978). „Core condensation in heavy halos: a two-stage theory for galaxy formation and clustering.”. MNRAS. 183 (3): 341—358. Bibcode:1978MNRAS.183..341W. doi:10.1093/mnras/183.3.341  .
Christensen, L.L.; de Martin, D.; Shida, R.Y. (2009). Cosmic Collisions: The Hubble Atlas of Merging Galaxies. Springer. ISBN 9780387938530.
Steinmetz, Matthias; Navarro, Julio F. (2002-06-01). „The hierarchical origin of galaxy morphologies”. New Astronomy. 7 (4): 155—160. Bibcode:2002NewA....7..155S. CiteSeerX 10.1.1.20.7981  . S2CID 14153669. arXiv:astro-ph/0202466  . doi:10.1016/S1384-1076(02)00102-1.
Kim, Dong-Woo (2012). Hot Interstellar Matter in Elliptical Galaxies. New York: Springer. ISBN 978-1-4614-0579-5.
Churazov, E.; Sazonov, S.; Sunyaev, R.; Forman, W.; Jones, C.; Böhringer, H. (2005-10-01). „Supermassive black holes in elliptical galaxies: switching from very bright to very dim”. Monthly Notices of the Royal Astronomical Society: Letters (na jeziku: engleski). 363 (1): L91—L95. Bibcode:2005MNRAS.363L..91C. ISSN 1745-3925. S2CID 119379229. arXiv:astro-ph/0507073  . doi:10.1111/j.1745-3933.2005.00093.x.
Gebhardt, Karl; Bender, Ralf; Bower, Gary; Dressler, Alan; Faber, S. M.; Filippenko, Alexei V.; Richard Green; Grillmair, Carl; Ho, Luis C. (2000-01-01). „A Relationship between Nuclear Black Hole Mass and Galaxy Velocity Dispersion”. The Astrophysical Journal Letters (na jeziku: engleski). 539 (1): L13. Bibcode:2000ApJ...539L..13G. ISSN 1538-4357. S2CID 11737403. arXiv:astro-ph/0006289  . doi:10.1086/312840.
Barnes, Joshua E. (1989-03-09). „Evolution of compact groups and the formation of elliptical galaxies”. Nature (na jeziku: engleski). 338 (6211): 123—126. Bibcode:1989Natur.338..123B. S2CID 4249960. doi:10.1038/338123a0.
„Current Science Highlights: When Galaxies Collide”. www.noao.edu. Arhivirano iz originala 10. 08. 2015. g. Pristupljeno 2016-04-25.
Saintonge, Amelie. „What happens when galaxies collide? (Beginner) - Curious About Astronomy? Ask an Astronomer”. curious.astro.cornell.edu. Pristupljeno 2016-04-25.
Cox, T. J.; Loeb, Abraham (2008-05-01). „The collision between the Milky Way and Andromeda”. Monthly Notices of the Royal Astronomical Society (na jeziku: engleski). 386 (1): 461—474. Bibcode:2008MNRAS.386..461C. ISSN 0035-8711. S2CID 14964036. arXiv:0705.1170  . doi:10.1111/j.1365-2966.2008.13048.x.
„Giant Galaxies Die from the Inside Out”. www.eso.org. European Southern Observatory. Pristupljeno 21. 4. 2015. CS1 održavanje: Format datuma (veza)
Carroll, Bradley W.; Ostlie, Dale A. (2007). An Introduction to Modern Astrophysics. New York: Pearson. ISBN 978-0805304022.
Blanton, Michael R.; Hogg, David W.; Bahcall, Neta A.; Baldry, Ivan K.; Brinkmann, J.; Csabai, István; Daniel Eisenstein; Fukugita, Masataka; Gunn, James E. (2003-01-01). „The Broadband Optical Properties of Galaxies with Redshifts 0.02 < z < 0.22”. The Astrophysical Journal (na jeziku: engleski). 594 (1): 186. Bibcode:2003ApJ...594..186B. ISSN 0004-637X. S2CID 67803622. arXiv:astro-ph/0209479  . doi:10.1086/375528.
Faber, S. M.; Willmer, C. N. A.; Wolf, C.; Koo, D. C.; Weiner, B. J.; Newman, J. A.; Im, M.; Coil, A. L.; C. Conroy (2007-01-01). „Galaxy Luminosity Functions to z 1 from DEEP2 and COMBO-17: Implications for Red Galaxy Formation”. The Astrophysical Journal (na jeziku: engleski). 665 (1): 265—294. Bibcode:2007ApJ...665..265F. ISSN 0004-637X. S2CID 15750425. arXiv:astro-ph/0506044  . doi:10.1086/519294.
Blanton, Michael R. (2006-01-01). „Galaxies in SDSS and DEEP2: A Quiet Life on the Blue Sequence?”. The Astrophysical Journal (na jeziku: engleski). 648 (1): 268—280. Bibcode:2006ApJ...648..268B. ISSN 0004-637X. S2CID 119426210. arXiv:astro-ph/0512127  . doi:10.1086/505628.
Gabor, J. M.; Davé, R.; Finlator, K.; Oppenheimer, B. D. (2010-09-11). „How is star formation quenched in massive galaxies?”. Monthly Notices of the Royal Astronomical Society (na jeziku: engleski). 407 (2): 749—771. Bibcode:2010MNRAS.407..749G. ISSN 0035-8711. S2CID 85462129. arXiv:1001.1734  . doi:10.1111/j.1365-2966.2010.16961.x.
Kereš, Dušan; Katz, Neal; Davé, Romeel; Fardal, Mark; Weinberg, David H. (2009-07-11). „Galaxies in a simulated ΛCDM universe – II. Observable properties and constraints on feedback”. Monthly Notices of the Royal Astronomical Society (na jeziku: engleski). 396 (4): 2332—2344. Bibcode:2009MNRAS.396.2332K. ISSN 0035-8711. S2CID 4500254. arXiv:0901.1880  . doi:10.1111/j.1365-2966.2009.14924.x.
Peng, Y.; Maiolino, R.; Cochrane, R. (2015). „Strangulation as the primary mechanism for shutting down star formation in galaxies”. Nature. 521 (7551): 192—195. Bibcode:2015Natur.521..192P. PMID 25971510. S2CID 205243674. arXiv:1505.03143  . doi:10.1038/nature14439.
Bianconi, Matteo; Marleau, Francine R.; Fadda, Dario (2016). „Star formation and black hole accretion activity in rich local clusters of galaxies”. Astronomy & Astrophysics. 588: A105. Bibcode:2016A&A...588A.105B. S2CID 56310943. arXiv:1601.06080  . doi:10.1051/0004-6361/201527116.

Spoljašnje veze

[1] Urry, C. M.; Padovani, P. (1995). „Unified Schemes for Radio-Loud Active Galactic Nuclei”. Publications of the Astronomical Society of the Pacific. 107: 803. Bibcode:1995PASP..107..803U. S2CID 17198955. arXiv:astro-ph/9506063  . doi:10.1086/133630.

[2] „Blazar“. U Encyclopedia of Astronomy & Astrophysics, Nature Publishing Group, 2001

[3] Kellermann, Kenneth (2. 10. 1992). „Variability of Blazars”. Science. 258 (5079): 145—146. PMID 17835899. doi:10.1126/science.258.5079.145-a. CS1 održavanje: Format datuma (veza)

[4] Urry, C. M.; Scarpa, R.; O'Dowd, M.; Falomo, R.; Pesce, J. E.; Treves, A. (2000). „The Hubble Space Telescope Survey of BL Lacertae Objects. II. Host Galaxies”. The Astrophysical Journal. 532 (2): 816. Bibcode:2000ApJ...532..816U. S2CID 17721022. arXiv:astro-ph/9911109  . doi:10.1086/308616.

[NYT-2018-5] Overbye, Dennis (12. 7. 2018). „It Came From a Black Hole, and Landed in Antarctica - For the first time, astronomers followed cosmic neutrinos into the fire-spitting heart of a supermassive blazar.”. The New York Times. Pristupljeno 13. 7. 2018. CS1 održavanje: Format datuma (veza)

[Guardian-2018-6] „Neutrino that struck Antarctica traced to galaxy 3.7bn light years away”. The Guardian. 12. 7. 2018. Pristupljeno 12. 7. 2018. CS1 održavanje: Format datuma (veza)

[7] „Black Hole 'Batteries' Keep Blazars Going and Going”. 24. 2. 2015. Pristupljeno 2015-05-31. CS1 održavanje: Format datuma (veza)

[8] Ajello, M.; Romani, R. W.; Gasparrini, D.; Shaw, M. S.; Bolmer, J.; Cotter, G.; Finke, J.; Greiner, J.; Healey, S. E. (2014-01-01). „The Cosmic Evolution of Fermi BL Lacertae Objects”. The Astrophysical Journal (na jeziku: engleski). 780 (1): 73. Bibcode:2014ApJ...780...73A. ISSN 0004-637X. S2CID 8733720. arXiv:1310.0006  . doi:10.1088/0004-637X/780/1/73.

[9] „SIMBAD query result”. simbad.u-strasbg.fr. Pristupljeno 2018-07-13.

[BBC-2018-10] „Source of cosmic 'ghost' particle revealed”. BBC. 12. 7. 2018. Pristupljeno 12. 7. 2018. CS1 održavanje: Format datuma (veza)

[11] „IceCube Neutrinos Point to Long-Sought Cosmic Ray Accelerator”. icecube.wisc.edu (na jeziku: engleski). 12. 7. 2018. Pristupljeno 2018-07-13. CS1 održavanje: Format datuma (veza)

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]

[10]

[11]