Utilizando la nave espacial Fermi de la NASA, los astrónomos chinos han investigado la variabilidad y el comportamiento espectral de las erupciones de rayos gamma en un blazar distante conocido como 3C 279. Los resultados del estudio, presentados en un artículo publicado en Publicaciones de la Sociedad Astronómica del Pacífico, podrían ayudar a los investigadores a comprender mejor la actividad de las llamaradas de los blazares.
Los blazars son cuásares muy compactos asociados con agujeros negros supermasivos en los centros de galaxias elípticas gigantes activas. Según sus propiedades de emisión óptica, los astrónomos dividen los blazares en dos clases: cuásares de radio de espectro plano (FSRQ) que presentan líneas de emisión óptica amplias y prominentes, y objetos BL Lacertae (BL Lacs), que no las presentan.
A una distancia de unos 5.000 millones de años luz, 3C 279 es un FSRQ con una masa estimada de agujero negro de 300 a 800 millones de masas solares. Es una fuente de rayos gamma brillante y poderosa en el cielo de alta energía y es conocido como el primer blazar que muestra una fuerte y rápida variabilidad en energías GeV.
En los últimos 10 años, 3C 279 experimentó varios estallidos, y tres de ellos, en el régimen de rayos gamma, ocurrieron en 2018. Un equipo de astrónomos dirigido por Gege Wang, de la Universidad de Guangzhou en China, observó estos tres estallidos de rayos gamma utilizando Telescopio de área grande de Fermi (LAT).
“En este documento, analizamos los datos LAT e investigamos la rápida variabilidad y los comportamientos espectrales del cuásar 3C 279 durante las tres erupciones de rayos gamma en 2018. En la curva de luz LAT a largo plazo agrupada diariamente obtenida, pronunciamos tres rayos gamma llamaradas (F1, F2, F3) durante MJD 58091 a MJD 58373 en el rango de energía de 0,1 a 300 GeV”, escribieron los investigadores.
El equipo de Wang logró hacer solo una curva de luz agrupada detallada en una escala de tiempo de un minuto y un análisis espectral de rayos gamma para la llamarada F2, ya que las llamaradas F1 y F3 no mostraron componentes o perfiles rápidos notables. Resultó que el pico de flujo de rayos gamma en F2 superó el nivel que se registró durante la actividad de quema anterior en 2015.
El estudio encontró que los espectros de rayos gamma de 3C 279, ya sea en los estados de llamarada o de reposo, no muestran interrupciones claras. El hallazgo sugiere que la región de disipación de rayos gamma del blazar está fuera de la región de línea ancha (BLR) y la disipación de energía puede deberse al proceso Compton inverso (IC) de dispersión de los fotones infrarrojos del toro polvoriento.
Los astrónomos calcularon la distribución de energía espectral de banda ancha (SED, por sus siglas en inglés) para los estados “antes del estallido”, “destello” y “después del estallido” de la llamarada F2. También calcularon la relación de magnetización del blazar y la relación entre la densidad de energía del campo magnético y el electrón. Con todo, los resultados indican que la llamarada F2 posiblemente fue causada por una inyección de electrones de mayor energía desde el exterior de la mancha de disipación.
“Sugerimos una inyección de electrones de mayor energía desde el exterior de la mancha y elevar la llamarada… Los electrones se aceleran a una energía más alta en el exterior y se inyectan en la mancha en muy poco tiempo”, concluyeron los autores del artículo.
Con información de IopScience
