TXS 0506+056

TXS 0506+056
TXS 0506+056 (зображення в гамма-променях (енергія більше 1 ГеВ)) космічним гамма-телескопом Fermi
Розташування (епоха J2000)
Сузір'яОріон
Пряме піднесення05г 09х 25.9645434784с[1]
Схилення+05° 41′ 35.333636817″[1]
Червоний зсув0.3365 ± 0.0010
Видима зоряна величина (V)14.78
Видима зоряна величина (B)14.95
Характеристики
ТипБлазар типу Лацертид
Позначення
QSO J0509+0541, EGR J0509+0550, 2MASS J05092597+054135, VSOP J0509+0541
Примітки: [2][3]

TXS 0506+056 – є високоенергетичним блазаром – квазар з релятивістським джетом, що направлений в сторону Землі. Відноситься до типу лацертидів. Об'єкт має червоне зміщення 0.3365 ± 0.0010, знаходить на відстані 1.75 Гпк від Землі. На небі розміщуєтся приблизно біля лівого плеча сузір'я Оріона. Відкритий як радіоджерело в 1983 році і з того часу спостерігається на всіх довжинах хвиль.

TXS 0506+056 є першим відомим джерелом високоенергетичних астрофізичних нейтрино, ідентифікованим після події нейтрино IceCube-170922A. Єдиними астрономічними джерелами, які раніше спостерігали нейтринні детектори, були Сонце та наднова SN 1987A, які були виявлені десятиліттями раніше при набагато нижчих енергіях нейтрино.

Історія спостережень

Об'єкт спостерігався багатьма оглядами неба, а отже має багато різних позначень. Найбільш широко застосоване TXS 0506+056 складається із стандартної аббревіатури Техаського Огляду Радіоджерел (TXS) і приблизних екваторіальних координат об'єкта на епоху B1950.

TXS 0506+056 вперше було відкрито як радіоджерело у 1983 році. Його було ідентифіковано як активне ядро галактики на початку 1990-х років, а як можливий блазар – на початку 2000-х. Вже до 2009 року його вважали підтвердженим блазаром і занесли в каталог як об’єкт типу BL Lac. Гамма-вмпромінювання від TXS 0506+056 було виявлено місією EGRET[en] і космічним гамма-телескопа Fermi.

Радіоспостереження на телескопах з наддовгою базою показали видимий надсвітловий рух у джеті блазару. TXS 0506+056 є одним із блазарів, що регулярно спостерігаються 40-метровим телескопом OVRO, в результаті він має майже безперервну криву світла у радіодіапазоні починаючи з 2008 року.

Потік гамма-випроміннювання від TXS 0506+056 є дуже змінним, щонайменше в 3 порядки. TXS 0506+056 входить в 4% найяскравіших джерел гамма-випромінювання і в 1% найяскравіших джерел радіовипромінювання. Беручи до уваги відстань, TXS 0506+056 одним із найпотужніших відомих об’єктів типу BL Lac, особливо у високоенергетичних гамма-променях.

Випромінювання нейтрино

22 вересня 2017 року нейтринна обсерваторія IceCube виявила високоенергетичне мюонне нейтрино, яке отримало назву IceCube-170922A. Нейтрино мало енергію ~290 тера-електронвольт (ТеВ); для порівняння, максимальна енергія, яку генерує Великий адронний колайдер становить 13 ТеВ. Протягом однієї хвилини після виявлення нейтрино IceCube надіслав автоматичне сповіщення астрономам у всьому світі з координатами для пошуку можливого джерела.

В результаті пошуку в цій області неба, розміром 1,33 градуси, було знайдено лише одне можливе джерело – TXS 0506+056 – раніше відомий блазар, який, як виявилось, знаходиться у стані спалахів гамма-випромінювання. Пізніше його спостерігали на довжинах хвиль по всьому спектру електромагнітного випромінювання, включаючи радіо, інфрачервоний, оптичний, рентгеніський та гамма діапазонах. Одночасне виявлення нейтрино і електромагнітного випромінювання від одного об'єта було раннім прикладом багатоканальної астрономії.

Пошук в архівних даних про нейтрино з IceCube виявив докази більш раннього спалаху нейтрино з нижчою енергією в 2014-2015 роках, що підтверджує ідентифікацію блазара як джерела нейтрино. Незалежний аналіз не виявив спалаху гамма-випромінювання протягом цього раннього періоду випромінювання нейтрино, але підтвердив його зв’язок із блазаром. Енергія нейтрино, випромінюваних TXS 0506+056, на шість порядків перевищує енергію будь-якого раніше ідентифікованого астрофізичного джерела нейтрино.

Із факту спостереження високоенергетичних нейтрино та гамма-випромінювання від цього блазару слідує, що він має також бути і джерелом космічних променів, оскількиі всі три мають походити він одних і тих самих фізичних процесів. Однак, безпосереднього спостереження космічних променів від об'єкту не було зафіксовано.

В результаті взаємодії високоенергетичного протона, або ядра (тобто космічного променя) з полем випромінювання, або речовиною, в блазарі утворився заряджений піон. Після чого піон розпався на лептон і нейтрино. Нейтрино слабко взаємодіє з речовиною, тому воно покинуло блазар. Досягнувши Землі, нейтрино взаємодіяло з антарктичним льодом, створюючи мюон, який спостерігався завдяки випромінюванню Черенкова під час проходження через детектор IceCube.

Аналіз 16 спостережень TXS 0506+056, отриманих на радіорештці з наддовгою базою, між 2009 і 2018 роками виявив наявність викривленого джету або ймовірне зіткнення двох джетів, що могло б пояснити генерацію нейтрино в 2014-2015 роках під час низького потоку гамма-випромінювання і вказує на те, що TXS 0506+056 може бути нетиповим блазаром.

У 2020 році дослідження, в якому використовувалась глобальна телескопічна мережа MASTER виявило, що TXS 0506+056 був у "вимкненому" стані в оптичному спектрі через 1 хвилину після сповіщення про подію IceCube-170922A та знову "ввімкнувся" через 2 години. Це означало б, що блазар був у стані нейтринної ефективності.

У квітні 2021 року нейтринна обсерваторія Baikal-GVD спостерігала рідкісну нейтринну подію, яка отримала назву GVD210418CA.[4] Зафіксована енергія становила 275 ± 75 ТеВ. Напрямок випромінювання близький до положення блазару TXS 0506+056. Гіпотеза про приналежність цієї нейтринної події підсилюється спостереженням радіоспалаху, який слідував, на телескопі RATAN-600.

18 вересня 2022 року IceCube повідомили про детектування ще одного астрофізичного нейтрино з зафіксованою енергією ~170 Тев, який прийшов приблизно з напряму на блазар TXS 0506+056, однак це не єдинне можливе джерело, що знаходиться у цій зоні.[5]

Можливе пояснення механізму випромінювання зафіксованих від блазару TXS 0506+056 нейтрино є обертання з наближенням подвійної надмасивної чорної діри, яка близька до злиття. Таке обертання з наближенням може призводити до квазіперіодчного випромінювання частинок через прецесію джету, близько до часу злиття. [6]

Дивись також

  • Мессьє 77 - друге джерело нейтрино, про яке IceCube повідомив у листопаді 2022 року

Список літератури

  1. ↑ а б Gaia collaboration (August 2018). Gaia Data Release 2. Astronomy & Astrophysics (Summary of the contents and survey properties). 616. A1. arXiv:1804.09365. Bibcode:2018A&A...616A...1G. doi:10.1051/0004-6361/201833051. Gaia DR2 record at VizieR.
  2. ↑ TXS 0506+056. SIMBAD. Страсбурзький центр астрономічних даних.
  3. ↑ Paiano, Simona; Falomo, Renato; Treves, Aldo; Scarpa, Riccardo (2018). The Redshift of the BL Lac Object TXS 0506+056. The Astrophysical Journal. 854 (2): L32. arXiv:1802.01939. Bibcode:2018ApJ...854L..32P. doi:10.3847/2041-8213/aaad5e. S2CID 118950365.
  4. ↑ Baikal-GVD Astrophysical Neutrino Candidate near the Blazar TXS 0506+056 (PDF).
  5. ↑ IceCube-220918A - IceCube observation of a high-energy neutrino candidate track-like event.
  6. ↑ Neutrino Emissions of TXS 0506+056 caused by a Supermassive Binary Black Hole Inspiral? (PDF).