ویژگی‌های چندطیفی یک کهکشان سیفرت

ویژگی‌های چندطیفی یک کهکشان سیفرت

کهکشان‌های سیفرت خط باریک ۱س۱ (NLSy1s) زیرمجموعه‌ای از هسته‌های کهکشانی فعال هستند که سیاهچاله‌ی ابرپرجرم آن‌ها حدود ۱۰۶ تا ۱۰۷ جرم خورشیدی (در محدوده‌ی کم‌جرم این دسته از سیاهچاله‌ها) هستند. این دسته از کهکشان‌ها (NLSy1s) به نسبت، نرخ برافزایشی۲ زیادی دارند و معمولا توسط ویژگی‌های طیف مرئیشان مشخص می‌شوند. سیفرت‌های خط باریک ۱س یا NLSy1s نسبت به سیفرت‌های نوع ۱س معمولی در محدوده‌ی پرتوایکس متفاوتند. آن‌ها دارای طیف انرژی با شیب تندتر و تغییرات طیفی سریع‌تری هستند.

شکل ۱. منحنی نوری FBQS J1644+2619 در طیف پرتوایکس که توسط XMM-Newton گرفته شده است. محدوده‌ی انرژی ۰.۳ تا ۱۰ کیلوالکترون‌ولت و پهنای هر بخش ۴۰۰ ثانیه است. بازه‌های زمانی که به رنگ خاکستری نشان داده شده‌اند، توسط فوران‌های پس‌زمینه تاثیر گرفته‌اند و از مطالعه حذف شده‌اند.

شکل ۱. منحنی نوری FBQS J1644+2619 در طیف پرتوایکس که توسط XMM-Newton گرفته شده است. محدوده‌ی انرژی ۰.۳ تا ۱۰ کیلوالکترون‌ولت و پهنای هر بخش ۴۰۰ ثانیه است. بازه‌های زمانی که به رنگ خاکستری نشان داده شده‌اند، توسط فوران‌های پس‌زمینه تاثیر گرفته‌اند و از مطالعه حذف شده‌اند.

از آغاز فعالیت‌های ماهواره‌ی فرمی۳ در سال ۲۰۰۸، مشخص شد که بخش کوچکی از این کهکشان‌ها، تابش پرتوگاما نیز از خود ساطع می‌کنند. نکته‌ی جالب در اهمیت مطالعه‌ی تابش پرتوگاما، اثبات وجود جت‌هایی۴ است که از مرکز کهکشان به سمت ما و در زاویه‌ی دید ما تابش می‌کنند. تا به امروز ۹ مورد از کهکشان‌های NLSy1s که دارای جت و تابش گاما هستند مشاهده شده است. NLSy1s معمولا دارای کهکشان میزبان مارپیچی، سیاهچاله‌ی به نسبت کم‌جرم، و نرخ افزایشی زیاد هستند. این ویژگی‌ها باعث می‌شود آن‌ها به وضوح از هسته‌های کهکشانی فعال معمولی دارای جت، متمایز باشند. هسته‌های کهکشانی فعال معمولا در کهکشان‌های بیضوی که دارای سیاهچاله‌های بسیار پرجرم هستند یافت می‌شوند. تعیین ویژگی‌های فیزیکی NLSy1s با تابش گاما بسیار جالب است از آن‌رو که بیشتر آن‌ها متفاوت از بلازارها۵ با تابش گاما هستند و به ما کمک می‌کند تا شرایط لازم برای شکل‌گیری جت‌ها را بهتر بفهمیم. با وجود این‌که جهت این جت‌ها در راستای زاویه‌ی دید ما هستند یا بسیار به آن نزدیکند، مشاهدات پرتوایکس از برخی از این منابع نشان داده‌اند که جت‌ها تنها تولید‌کننده‌ی تابش‌ها نیستند و قرص برافزایشی (و هم‌چنین تاج) در طیف پرتوایکس سهیم‌اند. در نتیجه بررسی هم‌زمان در دو طیف گاما و ایکس می‌تواند اطلاعات زیادی درباره‌ی رابطه‌ی جت و قرص برافزایشی این نوع از کهکشان‌ها به دست دهد.

در این مقاله، بررسی چندفرکانسی کهکشانی با شناسه‌ی FBQS J1644+2619 گزارش می‌شود که یکی از سیفرت‌های نوع NLSy1s است که اخیرا کشف شده است و در طیف گاما نیز تابش می‌کند. برای این مطالعه از داده‌های سال ۲۰۱۷ ماهواره‌ی XMM-Newton استفاده شده است. هم‌چنین داده‌هایی که هم‌زمان در طول‌موج‌های مختلف (از رادیویی تا گاما) توسط Medicina radio telescop، Rapid Eye Mount telescope، سوییفت۶، و فرمی گرفته شده است نیز مورد بررسی واقع شده‌اند. منحنی نوری مشاهدات پرتو ایکس توسط XMM-Newton در شکل ۱ نشان داده شده است. نقاط خاکستری در این شکل به دلیل تاثیر فوران‌های پس‌زمینه از مطالعه حذف شده‌اند. همان‌طور که از شکل ۱ پیداست، تغییرات طیفی در این منحنی نوری به مقدار متوسط و معمول این نوع تغییرات است. توزیع طیف انرژی این منبع در شکل ۲ نشان داده شده است. در این شکل، داده‌های چندگانه‌ در طیف‌های مختلف انرژی که هم‌زمان با داده‌های تلسکوپ XMM-Newton گرفته شده‌اند به همراه داده‌های گذشته‌ی این منبع نشان داده شده‌اند. حد بالای به‌دست‌آمده برای پرتوگاما در زمان این مشاهدات تقریبا ۲.۵ برابر بیشتر از متوسط شار این منبع است، اما این مقدار هنوز به طور قابل توجهی از بیشترین شار گامای ثبت‌شده کم‌تر است.

شکل ۲. توزیع طیفی انرژی FBQS J1644+2619. شار اندازه‌گیری‌شده توسط داده‌های XMM-Newton با رنگ قرمز نشان داده شده است. دایره‌های بی‌رنگ مشاهدات گذشته‌ی این منبع هستند. برای مقایسه، طیف یک منبع دیگر (مثلث‌های خاکستری) نیز در این شکل آمده است. 

شکل ۲. توزیع طیفی انرژی FBQS J1644+2619. شار اندازه‌گیری‌شده توسط داده‌های XMM-Newton با رنگ قرمز نشان داده شده است. دایره‌های بی‌رنگ مشاهدات گذشته‌ی این منبع هستند. برای مقایسه، طیف یک منبع دیگر (مثلث‌های خاکستری) نیز در این شکل آمده است.

نتایج تکنیکی و اصلی‌ای که از این مشاهده به دست آمده‌اند را در اینجا به طور خلاصه بیان می‌کنیم:
۱. طیف پرتوایکس، اندیس توانی۷ سختی دارد که برای انرژی‌های بالاتر از ۲ کیلوالکترون‌ولت برابر با ۱.۶۶ است و در انرژی‌های پایین‌تر دارای اندیس نرم‌تری است.
۲. تابش سخت در انرژی‌های بالاتر از ۲ کیلوالکترون‌ولت به احتمال زیاد نشان‌دهنده‌ی غالب‌بودن تابش عکس کامپتون۸ در جت است.
۳. بخش نرم طیف انرژی می‌تواند مربوط به تابش سیفرت باشد.
۴. مشاهدات طیف مرئی، فرابنفش، و پرتوایکس نشان می‌دهند که در طول زمان، تغییراتی در طیف این منبع در بازه‌های چند روزه یا چند ماهه مشاهده می‌شوند.
۵. این منبع در زمان مشاهدات پرتوایکس این مقاله، تابش پرتوگاما از خود نشان نداده است. در نتیجه، حد بالایی برای شار پرتوگاما به دست آمده است. این حد منطبق بر یافته‌های قبلی است و نشان می‌دهد که این منبع به نسبت باقی NLSy1sها شار گامای کم‌تری دارد.
۶. باوجود شار بسیار کم پرتوگاما، توزیع طیفی انرژی آن مشابه با بقیه‌ی کهکشان‌های پرتوگامای NLSy1s است که نشان می‌دهد طبیعت این منبع شبیه‌ به بلازار است.

در پایان می‌توان گفت که منبع FBQS J1644+2619 با بخش وسیعی از NLSy1sها متفاوت است. این تفاوت‌ها شامل جرم بزرگتر سیاهچاله، نرخ برافزایشی کمتر، و احتمالا کهکشان میزبان بیضوی است. در عین حال، جرم سیاهچاله در بخش پایین‌تر توزیع جرمی بلازارها قرار می‌گیرد. این موضوع به همراه وجود یک بخش نرم در طیف انرژی پرتوایکس باعث می‌شود که FBQS J1644+2619 و اکثر کهکشان‌های پرتوگامای NLSy1s متفاوت از بلازارها باشند.


(۱) Narrow Line Syefert 1s
(۲) accretion rate
(۳) Fermi
(۴) Jet
(۵) blazar
(۶) Swift
(۷) منظور از اندیس توانی، اندیسی است که در برازش یک تابع توانی بر داده‌ها به دست آمده است.
(۸) Inverse Compton

 

عنوان اصلی مقاله: FBQS J1644+2619: multiwavelength properties and its place in the class of gamma-ray emitting Narrow Line Seyfert 1s
نویسندگان: J. Larsson, et al
این مقاله برای چاپ در نشریه‌ی MNRAS پذیرفته شده است.
لینک مقاله‌ی اصلی: https://arxiv.org/abs/1801.08750
گردآوری: آزاده کیوانی

دسته‌ها: مقالات روز

درباره نویسنده

آزاده کیوانی

پژوهشگر پَسادکترا در دانشگاه ایالتی پنسیلوانیا است که در زمینه‌ی اخترفیزیک ذره‌ای پژوهش می‌کند. در حال حاضر عضو تیم تحقیقاتی AMON و هم‌چنین عضو رصدخانه‌ی نوترینوی IceCube است. او در سال ۲۰۱۳ دکترای خود را در رشته‌ی اخترفیزیک از دانشگاه ایالتی لوییزیانا گرفته است و در طول تحصیلات تکمیلیش عضو رصدخانه Pierre Auger بوده است. پروژه‌ی دکترای او بررسی تأثیرات میدان مغناطیسی کهکشان راه شیری بر روی انحراف پرتوهای کیهانی پرانرژی در راستای شناخت منشأ و نوع این ذرات بوده است.

یک دیدگاه بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد.
بخش‌های لازم مشخص شده‌اند*