La investigación examina el contraste intradiario de rayos X de Blazar Markarian 421

Al analizar los datos del satélite XMM-Newton de la Agencia Espacial Europea, los astrónomos del Observatorio Astronómico de la Universidad Jagiellonian en Cracovia, Polonia, y otros lugares, investigaron la variabilidad de rayos X intradía de un blazar cercano conocido como Markarian 421. Los resultados del El estudio, publicado el 5 de junio en arXiv.org, puede ayudarnos a comprender mejor la naturaleza de las fuentes de rayos X de alta energía.

Los blazars son cuásares muy compactos asociados con agujeros negros supermasivos (SMBHs) en los centros de galaxias elípticas gigantes activas. Pertenecen a un grupo más grande de galaxias activas que albergan Núcleos Galácticos Activos (AGN), la fuente extragaláctica más común de rayos gamma. Sus características distintivas son chorros proporcionales, dirigidos casi completamente hacia la Tierra.

Según las características de la emisión óptica, los astrónomos dividen los blazares en dos clases: Cuásares de radio de espectro plano (FSRQ) que presentan líneas de emisión óptica anchas y prominentes, y organismos BL Lacertae (BL Lacs), que no las presentan.

A una distancia de unos 134 millones años luzMarkarian 421 (o Mrk 421 para abreviar) es uno de los blazars más cercanos a la Tierra. Las observaciones anteriores de Mrk 421 lo clasificaron como BL Lac debido a su espectro óptico sin características, emisión de radio comprimida y flujo variable altamente polarizado en las bandas óptica y de radio. los plazaar Alberga una pequeña masa solar central con una masa estimada entre 200 y 900 millones de masas solares.

Mrk 421 también se clasifica como un plasma de alta energía (HBL) porque el pico de sincrotrón en Distribución de energía espectral SED se encuentra en energías de rayos X por encima de 0,1 keV. Esto, junto con su espectro no térmico sin rasgos distintivos, convierte al Mrk 421 en un buen candidato para estudiar el flujo durante el día y los cambios espectrales a lo largo del tiempo. Entonces, un equipo de astrónomos dirigido por Angel Priyana Noel analizó 17 años de observaciones de rayos X.

“Utilizamos datos de archivos públicos para 25 observaciones puntuales de Mrk 421 utilizando el instrumento EPIC-pn en la placa XMM-Newton que se realizó en un lapso de 17 años (2000-2017) para analizar los cambios espectrales y de flujo en el IDV. [intraday variability] Los investigadores explicaron que se espera tentativamente que las escalas de tiempo y el estudio de la emisión de rayos X se generen en el chorro cerca del agujero negro central del blazar».

En general, los datos EPIC-pn disponibles permitieron al equipo realizar análisis de variabilidad de flujo, variabilidad espectral y estudios correlativos de bandas de rayos X blandas y duras de MRk 421 en escalas de tiempo IDV. Para todas las observaciones de rayos X puntiagudas, examinaron las curvas de luz en los rangos de energía blanda (0,3–2,0 keV), sólida (2,0–10,0 keV) y bruta (0,3–10,0 keV).

El estudio encontró que el contraste parcial muestra una clara evidencia de una gran amplitud IDV en 23 de las 25 observaciones puntuales en todos los rangos de rayos X considerados. Se estimó que el ciclo de trabajo de IDV era del 96 %; sin embargo, también se identificó cierto nivel de variación en todos los datos.

Además, los resultados indican que la amplitud del contraste parcial depende de la banda de energía de rayos X estudiada y siempre es mayor en la banda dura que en la banda blanda. Las escalas de tiempo mínimas de cambios ponderados de la potencia total de todas las observaciones puntuales ocurren en el rango de 1030 a 1059 s.

Los investigadores también determinaron los intervalos de tiempo entre las bandas de energía suave y dura, pero no revelaron ningún patrón consistente. Agregaron que la ocurrencia de grandes retrasos en fotones suaves o duros está moderadamente relacionada con el grado de variabilidad del flujo.

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