Международная команда астрономов изучила яркую вспышку блазара 1ES 1959+650, зарегистрированную в декабре 2024 года космическими обсерваториями SVOM и Swift. Полученные данные позволили подробно отследить изменения характеристик релятивистского джета во время внезапного увеличения светимости, а также прояснить процессы, определяющие ускорение частиц вблизи сверхмассивной чёрной дыры.

Блазары – это одни из самых энергетически активных ядер галактик. В центре этих объектов находится сверхмассивная чёрная дыра, из которой выбрасываются узкие потоки плазмы, известные как джеты, движущиеся почти со скоростью света. Когда такой джет ориентирован в направлении Земли, его излучение усиливается благодаря релятивистскому эффекту Доплера, что делает объект чрезвычайно ярким во всем электромагнитном спектре – от радиоволн до гамма-лучей. Блазар 1ES 1959+650, находящийся на удалении приблизительно в 700 миллионов световых лет, уже продолжительное время известен своей значительной изменчивостью.

6 декабря 2024 года китайско-французская миссия SVOM зафиксировала резкую рентгеновскую вспышку, исходящую от этого объекта. Телескоп ECLAIRs зарегистрировал поток в диапазоне 4–20 кэВ, который составил около 2 мКраб, а рентгеновский телескоп MXT зафиксировал поток в 0,5–10 кэВ на уровне примерно 5,5 мКраб, что существенно превышало фоновые значения. Параллельно зафиксирован рост яркости и в оптическом диапазоне. Это стало первым зарегистрированным случаем вспышки блазара в рамках миссии SVOM.

После активации автоматической системы оповещения началось экстренное наблюдение в рамках программы Target of Opportunity. С 6 по 26 декабря источник находился под непрерывным отслеживанием инструментами SVOM, а начиная с 12 декабря к наблюдению присоединилась обсерватория Swift, которая продолжила мониторинг до марта 2025 года. Благодаря такой скоординированной работе удалось получить исчерпывающую временную картину развития вспышки в течение почти трёх месяцев.

При изучении спектров исследователи применяли модель логарифмической параболы, которая эффективно воспроизводит синхротронное излучение, генерируемое релятивистскими электронами в магнитном поле струи. На основе параметров этой модели определили энергию пика излучения и интенсивность в максимуме спектра – важные характеристики, отражающие физическое состояние плазмы.

Наблюдения позволили разделить рассматриваемый период на два этапа. В декабре 2024 года блазар демонстрировал высокую активность: средняя интенсивность излучения была максимальной, спектр – более жестким, а его кривизна – незначительной. В период с января по март 2025 года яркость уменьшилась, спектр смягчился, а искривление возросло. Также была отмечена типичная для блазаров закономерность: увеличение яркости сопровождалось увеличением жесткости спектра и смещением максимума синхротронного излучения в область более высоких энергий.

Определение принципов, лежащих в основе ускорения частиц в джете, стало отдельной задачей. В качестве основных гипотез рассматривались варианты, связанные с ускорением на ударных волнах и стохастическим ускорением в турбулентной плазме. Тем не менее, ни корреляционный анализ, ни сравнение с теоретическими моделями не позволили установить, какой из этих процессов играет ведущую роль. Также не удалось выявить признаков, которые могли бы свидетельствовать о преобладании определенного режима ускорения или охлаждения электронов.

Согласно результатам исследования, авторы полагают, что вспышка, скорее всего, возникла в результате сочетания нескольких факторов. Вначале частицы получают ускорение на фронтах ударных волн, а затем их скорость дополнительно увеличивается в турбулентной среде выброса. Аналогичное явление ранее фиксировалось у этого же объекта в период с 2015 по 2016 год, что свидетельствует о стабильности физических процессов, происходящих в системе.

Полученные данные также подтвердили высокую результативность миссии SVOM в поиске и отслеживании внегалактических транзиентов. Использование телескопа ECLAIRs с его низким порогом чувствительности позволило учёным получить информацию о явлениях до энергии 150 кэВ, что обеспечило более точное определение характеристик излучения. Объединенные усилия SVOM и Swift показали, что скоординированные наблюдения остаются важным инструментом для изучения экстремальных процессов, происходящих вблизи сверхмассивных чёрных дыр.

мКраб (milli-Crab) — стандартная единица измерения потока в рентгеновской астрономии. Она составляет одну тысячную часть потока Крабовидной туманности (Crab Nebula). Крабовидная туманность используется как «стандартная свеча», поскольку является очень ярким и стабильным источником рентгеновского излучения