El blazar Markarian 421 es objeto de estudio astronómico debido a su cercanía a la Tierra y por su particular emisión de rayos X.
Después de un análisis exhaustivo de datos, astrónomos polacos comprobaron que existe una variabilidad en los rayos X de este blazar. Todos esos datos fueron recogidos mediante el satélite XMM-Newton de la ESA.
Los astrónomos del estudio pertenecen al Observatorio Astronómico de la Universidad Jagellónica de Cracovia, Polonia, y publicaron sus hallazgos recientemente. Ellos creen que esos resultados esenciales para la comprensión de la naturaleza de las fuentes de rayos X de alta energía.
Estudio de los rayos X del blazar Markarian 421
Los blazars están íntimamente relacionados con los agujeros negros supermasivos, pues son la principal fuente de rayos gamma de estos. Esos agujeron negros, en particular, pertenecen a galaxias elípticas gigantes activas con núcleos galácticos activos (AGN). Y, lo que más caracteriza a los blazars son los chorros relativistas que apuntan hacia la Tierra.
Los astrónomos dividen a los blazares en dos clases. Por un lado están los cuásares de radio de espectro plano (FSRQ) que presentan líneas de emisión óptica amplias y prominentes. Por el otro, los objetos BL Lacertae (BL Lacs), que no las presentan.
El Markarian 421 es uno de los blazares más cercanos a la Tierra (a 134 millones de años luz) y es clasificado como BL Lac. Esto se debe a que su espectro óptico no posee características como la emisión de radio compacta o los flujos fuertemente polarizados. Tampoco tiene variables en bandas ópticas y de radio.
El blazar alberga un SMBH central con una masa estimada entre 200 y 900 millones de masas solares. Mrk 421 también se clasifica como un blazar de pico de alta energía (HBL) dado que su pico de sincrotrón en la distribución de energía espectral (SED) se encontró en energías de rayos X superiores a 0,1 keV. Esto lo convierte en un buen candidato para estudiar el flujo intradiario y las variaciones espectrales a lo largo del tiempo.
Los investigadores estudiaron al blazar Markarian 421 por 17 años, en los cuales analizaron los rayos X que emite.
Durante ese periodo, los científicos pudieron estudiar la variabilidad de flujo, la variabilidad espectral y realizar estudios de correlación cruzada de bandas de rayos X blandas y duras de Mrk 421. Todas estas variables fueron estudiadas en escalas de tiempo IDV.
Los resultados del análisis
Para todas las observaciones de rayos X, inspeccionaron las curvas de luz en las bandas de energía blanda (0,3–2,0 keV), dura (2,0–10,0 keV) y total (0,3–10,0 keV).
El estudio encontró que la variabilidad fraccional muestra una clara evidencia de IDV de gran amplitud en 23 de las 25 observaciones puntuales en todas las bandas de rayos X consideradas. El ciclo de trabajo del IDV era del 96 %; sin embargo, también se identificó cierto nivel de variabilidad en todos los datos.
Además, los resultados sugieren que la amplitud de la variabilidad fraccional depende del rango de energía de rayos X estudiado y siempre es mayor en la banda dura que en la banda blanda. Las escalas de tiempo de variabilidad mínima ponderada de energía total para todas las observaciones puntuales ocurren en el rango de 1030 a 1059 segundos.
Los investigadores también identificaron lapsos de tiempo entre las bandas de energía suave y dura, pero no revelaron ningún patrón constante. A esto le suman la ocurrencia de grandes retrasos en fotones suaves o duros está moderadamente relacionada con el grado de variabilidad del flujo.
Referencias:
Research examines X-ray intraday variability of blazar Markarian 421: https://phys.org/news/2022-06-x-ray-intraday-variability-blazar-markarian.html
X-ray intraday variability of the TeV blazar Mrk 421 with {\it XMM-Newton}: https://arxiv.org/abs/2206.02159