Oscilación cuasiperiódica detectada en la banda de rayos gamma de un blazar distante

Utilizando el telescopio espacial de rayos gamma Fermi de la NASA, astrónomos de la Universidad Normal de Shanghái en China y de otras instituciones han investigado un blazar distante conocido como 4FGL J0309.9-6058. Como resultado, identificaron una oscilación cuasiperiódica en la banda de rayos gamma de este objeto. El hallazgo se detalla en un artículo publicado el 24 de octubre en el servidor de preimpresión arXiv.

Los blazares son cuásares muy compactos asociados a agujeros negros supermasivos (SMBH) en los centros de galaxias elípticas gigantes activas. Pertenecen a un grupo más amplio de galaxias activas que albergan núcleos galácticos activos (AGN) y son las fuentes extragalácticas de rayos gamma más numerosas. Su característica distintiva son los chorros relativistas que apuntan casi directamente hacia la Tierra.

Según sus propiedades de emisión óptica, los blazares se dividen en dos clases: cuásares de radio de espectro plano (FSRQ), que presentan líneas de emisión óptica prominentes y anchas, y objetos BL Lacertae (BL Lacs), que no las presentan.

4FGL J0309.9-6058, también conocido como PKS 0308-611, es un FSRQ con un corrimiento al rojo de aproximadamente 1,48. Observaciones previas de este blazar han revelado una intensa actividad de rayos gamma.

Recientemente, un equipo de astrónomos liderado por Jingyu Wu, de la Universidad Normal de Shanghái, observó 4FGL J0309.9-6058 con el telescopio Fermi, con el objetivo de obtener más información sobre sus propiedades. Esto permitió identificar una señal de oscilación cuasiperiódica (QPO).

Mediante inspección visual, se detectó una posible variabilidad periódica durante la campaña de observación de MJD 57983−60503. Para identificar la existencia de una señal de QPO y cuantificar su periodo, se empleó el Periodograma de Lomb-Scargle (LSP), REDFIT y la transformada Z de ondículas ponderada (WWZ), según indicaron los científicos en el estudio.

De acuerdo con el artículo, las observaciones revelaron la presencia de una QPO con un periodo aproximado de 550 días en la banda de rayos gamma (0.1–300 GeV) del blazar. La QPO identificada presenta una significancia local máxima de 3.72σ y una significancia global de 2.72σ.

Además, el estudio detectó un desfase temporal de 228 días entre las bandas óptica y de rayos gamma. Este hallazgo apunta a la existencia de regiones de emisión separadas en 4FGL J0309.9-6058 para las emisiones ópticas y de rayos gamma.

Para intentar explicar el origen de la QPO observada en 4FGL J0309.9-6058, los autores del artículo consideran varias hipótesis, incluyendo un agujero negro supermasivo binario y la precesión del chorro. Sin embargo, debido a la escala temporal de la QPO y al retardo temporal detectado, concluyeron que el escenario de precesión del chorro es el más plausible.

«El modelo de precesión del chorro emerge como la explicación más prometedora. El chorro en precesión genera señales de QPO tanto en el espectro óptico como en el de rayos gamma, y ​​el retardo temporal observado entre estas bandas revela la distancia entre las regiones de emisión óptica y de rayos gamma», explican los investigadores.

Con información de arXiv