A Fermi/LAT (Large Array Telescope, kb. nagy területű távcső) egy földkörül keringő gammatartományban érzékeny műhold. 2008-ban bocsátották fel és azóta ontja magából a mérési adatokat. Az adatfeldolgozó szoftvereket folyamatosan frissítik, egyre újabb és újabb verziók látnak napvilágot. A legutóbbi, a 2015-ben kiadott nagy ráncfelvarrás, a Pass 8 kapcsán olyan nyilatkozat is elhangzott, hogy a fejlődés olyan mértékű, mintha egy vadiúj műszert használhatnának. Az egyik a Pass 8-nek köszönhető eredmény az az 5 nagy vöröseltolódású blazár, amelyek gammatartományban detektálható jeleit sikerült kibányászni a Fermi adatokból.
A blazárok olyan rádióhangos AGN-ek, amelyekre szinte pont a jet irányából látunk rá, a megfigyelhető spektrális energiaeloszlást (spectral energy distribution, SED) a jet sugárzása dominálja. A blazárok esetében a SED formája leginkább kétpúpú tevére hasonlít. Az első púpért a rádió-, infravörös, optikai tartományban a jet szinkrotron sugárzása felelős. A magasabb energiákon látható második púpot inverz Compton sugárzással szokták magyarázni. Az inverz Compton sugárzáshoz szükséges alacsony energiájú fotonok (amik nagy energiás töltött részecskéken szóródva fognak nagyobb energiára szert tenni és röntgen- és gammatartományba kerülni) több helyről is származhatnak. Például a jetből, ezt nevezik synchrotron-self-Compton mechanizmusnak, vagy a központi fekete lyukhoz közelebb elhelyezkedő szélesvonalas tartományból (broad-line region, BLR), az akkréciós korongból, de távolabbról az infravörös tóruszból származó fotonok hozzájárulása is jelentős lehet. (Az AGN-ek összetevőinek részletesebb leírása a blogban itt olvasható.) Megfigyelések azt mutatják, hogy létezik egy úgynevezett blazár sorozat (blazar sequence): minél fényesebb egy blazár, annál inkább tolódik az alacsonyabb energiák felé a SED-en a második púp. Sikerült egy olyan elméleti modellt felállítani, ami a fent felsorolt négy lehetséges foton eredetből, hármat használ fel (a jetből származó fotonok maradnak ki), és képes visszaadni a megfigyelt összefüggést a blazárok fényessége és a második púp helyzete között.
Hogy kapcsolódik mindez a bejegyzés témájához a távoli blazárok gamma detektálásához? Hát úgy, hogy minél messzebbre nézünk, annál valószínűbb, hogy csak az adott objektum populáció legfényesebb tagjait fogjuk látni. Tehát blazárok esetén azokat, amelyeknél a SED második csúcsa alacsonyabb energiák felé a MeV-es gammatartományba, sőt a röntgentartományba csúszik bele. A Fermi érzékenysége pedig alacsonyabb energiák felé haladva egyre rosszabb. Itt jön képbe a Pass 8, ami viszont megnövelte a Fermi érzékenységét a pár MeV-es fotonokra is, vált lehetővé a távoli blazárok detektálása is.
De még így sem volt egyszerű a feladat. Fogták a Fermi/LAT eddigi összes mérését, 92 hónapról van szó, összeintegrálták és ismert nagy vöröseltolodású rádióhangos AGN-ek pozíciójában kerestek zajból kibukkanó jelet. Az 1103 megvizsgált helyből, 5-nél sikerült ez. Három forrásról találtak röntgenméréseket az irodalomban, így sikerült a SED-et felrajzolni és látható, hogy a Fermi által detektált fotonok a második púp csúcs utáni lejtőjét rajzolják ki. A többi forrás esetén is arra a következtetésre jutnak, hogy a közeli gammatartományban sugárzó blazárokra hasonlítanak.
A fekete lyuk mind az öt forrásban jelentős tömegű, 108-1010 naptömegűek. Úgyhogy itt is felmerülhet a kérdés, hogyan is sikerült összegyűjteni ennyi naptömeget ennyire rövid idővel (pár milliárd évvel) az Ősrobbanás után. A szerzők azt gyanítják, hogy a rádióhangosságnak valahogyan köze lehet a korai Univerzumban megfigyelhető fekete lyukak gyors tömegnövekedéshez.
Sajnos a cikkben nem kerül szóba, hogy az öt forrásból négyre nem kevés mérés született rádióinterferométer-hálózatokkal, amelyek egyébként a nagyenergiás adatoktól teljesen függetlenül mutatják, hogy ezek az objektumok tényleg blazárok, a jetjeikre kis szög alatt látunk rá.
A blazárok olyan rádióhangos AGN-ek, amelyekre szinte pont a jet irányából látunk rá, a megfigyelhető spektrális energiaeloszlást (spectral energy distribution, SED) a jet sugárzása dominálja. A blazárok esetében a SED formája leginkább kétpúpú tevére hasonlít. Az első púpért a rádió-, infravörös, optikai tartományban a jet szinkrotron sugárzása felelős. A magasabb energiákon látható második púpot inverz Compton sugárzással szokták magyarázni. Az inverz Compton sugárzáshoz szükséges alacsony energiájú fotonok (amik nagy energiás töltött részecskéken szóródva fognak nagyobb energiára szert tenni és röntgen- és gammatartományba kerülni) több helyről is származhatnak. Például a jetből, ezt nevezik synchrotron-self-Compton mechanizmusnak, vagy a központi fekete lyukhoz közelebb elhelyezkedő szélesvonalas tartományból (broad-line region, BLR), az akkréciós korongból, de távolabbról az infravörös tóruszból származó fotonok hozzájárulása is jelentős lehet. (Az AGN-ek összetevőinek részletesebb leírása a blogban itt olvasható.) Megfigyelések azt mutatják, hogy létezik egy úgynevezett blazár sorozat (blazar sequence): minél fényesebb egy blazár, annál inkább tolódik az alacsonyabb energiák felé a SED-en a második púp. Sikerült egy olyan elméleti modellt felállítani, ami a fent felsorolt négy lehetséges foton eredetből, hármat használ fel (a jetből származó fotonok maradnak ki), és képes visszaadni a megfigyelt összefüggést a blazárok fényessége és a második púp helyzete között.
 |
| Blazár SED-ek sorozata (Ghisellini 2016) |
De még így sem volt egyszerű a feladat. Fogták a Fermi/LAT eddigi összes mérését, 92 hónapról van szó, összeintegrálták és ismert nagy vöröseltolodású rádióhangos AGN-ek pozíciójában kerestek zajból kibukkanó jelet. Az 1103 megvizsgált helyből, 5-nél sikerült ez. Három forrásról találtak röntgenméréseket az irodalomban, így sikerült a SED-et felrajzolni és látható, hogy a Fermi által detektált fotonok a második púp csúcs utáni lejtőjét rajzolják ki. A többi forrás esetén is arra a következtetésre jutnak, hogy a közeli gammatartományban sugárzó blazárokra hasonlítanak.
 |
| Az egyik nagy vöröseltolódású blazár SED-je (Ackermann és mtsai 2017, ApJL) |
Sajnos a cikkben nem kerül szóba, hogy az öt forrásból négyre nem kevés mérés született rádióinterferométer-hálózatokkal, amelyek egyébként a nagyenergiás adatoktól teljesen függetlenül mutatják, hogy ezek az objektumok tényleg blazárok, a jetjeikre kis szög alatt látunk rá.
