La trasformazione di 1ES 1927+654: un AGN che cambia aspetto

I Nuclei Galattici Attivi (AGN) sono zone brillanti al centro di alcune galassie, alimentati da buchi neri supermassicci che risucchiano materiale circostante. Un tipo unico di AGN, conosciuto come AGN a variazione, può mostrare cambiamenti rapidi di luminosità e caratteristiche spettroscopiche. Questo articolo parla di un AGN del genere, 1ES 1927+654, che ha mostrato cambiamenti significativi dopo un'esplosione ottica alla fine del 2017.

#Cosa è successo a 1ES 1927+654?

Prima dell'esplosione del 23 dicembre 2017, 1ES 1927+654 era classificato come un AGN di tipo 2. Questa classificazione implica che non mostrava linee di emissione ampie nel suo spettro, rendendolo meno visibile in certe lunghezze d'onda. Tuttavia, dopo l'esplosione, si è trasformato in un AGN di tipo 1, mostrando linee di emissione ampie e brillanti e cambiamenti ottici drammatici.

#L'Esplosione

Dopo l'esplosione, la luminosità dell'AGN è aumentata notevolmente, rilevabile in varie lunghezze d'onda, tra cui raggi X e ultravioletti. Per tre anni, i ricercatori hanno monitorato il suo comportamento, notando cambiamenti nella luminosità e nelle caratteristiche spettrali in diverse bande energetiche.

#Campagna Osservativa

Per studiare l'AGN da vicino, è stata realizzata una campagna di monitoraggio completa usando vari telescopi, tra cui Swift e XMM-Newton. Questo programma ha coinvolto la raccolta di dati dai raggi X a lunghezze d'onda ottiche, permettendo di ottenere informazioni sul comportamento evolutivo dell'AGN.

#Raccolta Dati

La raccolta dati è andata dall'inizio del 2018 all'inizio del 2021. Le osservazioni includevano dati sia sui raggi X che sugli ultravioletti, permettendo ai ricercatori di mettere insieme un quadro più chiaro di cosa è successo durante e dopo l'esplosione.

#Comprendere la Distribuzione di Energia Spettrale

Uno degli obiettivi principali della campagna osservativa era analizzare la distribuzione di energia spettrale (SED) di 1ES 1927+654. La SED descrive come l'AGN emette energia in diverse lunghezze d'onda, rivelando informazioni sui suoi processi fisici.

#Analisi della SED

I ricercatori hanno scoperto che la SED rifletteva un'interazione complicata tra tre componenti principali: il disco di accrescimento, un corpo nero e la Corona. Il disco di accrescimento è un disco rotante di gas e polvere che circonda il buco nero. La componente corpo nero rappresenta la radiazione termica, mentre la corona è una zona calda sopra il disco che emette raggi X.

#Quattro Fasi di Evoluzione

Esaminando la SED nel tempo, i ricercatori hanno identificato quattro fasi distinte di evoluzione per 1ES 1927+654 dopo l'esplosione.

#Fase I: L’Inizio dell’Esplosione

Durante la prima fase, l'AGN mostrava rapidi aumenti di luminosità, con la luminosità del disco che aumentava notevolmente. La temperatura della componente disco diminuiva, indicando un cambiamento nello stato fisico del materiale intorno al buco nero.

#Fase II: Cambiamenti Rapidi nei Raggi X

La seconda fase ha coinvolto cambiamenti drammatici nelle proprietà dei raggi X. La luminosità della componente corpo nero diminuiva bruscamente, mentre entrambe le componenti corpo nero e corona mostrano variazioni significative di luminosità. Questa fase è durata fino a circa 200 giorni dopo l'esplosione, quando l'emissione di raggi X duri è svanita.

#Fase III: Illuminazione dei Raggi X

Nella terza fase, la luminosità del corpo nero continuava a diminuire, tornando quasi ai suoi livelli pre-esplosione. Tuttavia, la corona ha attraversato una fase di illuminazione, portando a un aumento complessivo della luminosità durante questo periodo.

#Fase IV: Ritorno alla Normalità

Infine, nella quarta fase, le proprietà dell'AGN hanno iniziato a stabilizzarsi verso le condizioni pre-esplosione. La luminosità delle componenti disco e corona ha iniziato a diminuire nuovamente, mentre la temperatura della corona a raggi X diventava più fresca.

#Il Ruolo dei Tassi di Accrescimento

Un aspetto importante nello studio di 1ES 1927+654 è la misurazione del suo tasso di accrescimento di massa. Questo tasso indica quanto materiale viene risucchiato nel buco nero, influenzando la luminosità e il comportamento dell'AGN.

#Confronto con il Limite di Eddington

Durante il periodo di osservazione, il limite di Eddington-un limite superiore a quanto velocemente un buco nero può accrescere massa-è stato un fattore cruciale. L'AGN ha mantenuto uno stato di accrescimento super-Eddington per gran parte del periodo osservato, suggerendo un processo di conversione materiale altamente efficiente che avveniva nelle vicinanze del buco nero.

#Collegate Disco e Corona

I ricercatori hanno anche indagato sulla relazione tra le componenti disco e corona, osservando correlazioni tra i loro comportamenti. Ad esempio, le fluttuazioni nella densità superficiale del disco sembravano influenzare la profondità ottica del plasma coronal.

#Modelli di Correlazione

Con l'evoluzione della SED, sono state identificate due ramificazioni significative nelle relazioni tra vari parametri, indicando transizioni tra diversi stati fisici nel disco. Una ramificazione rappresentava la fase del disco sottile, con tassi di accrescimento più elevati, mentre l'altra rappresentava la fase del disco sottile, legata a tassi più bassi.

#Implicazioni Teoriche

I risultati riguardanti 1ES 1927+654 forniscono importanti spunti sulla natura degli AGN a variazione e sui meccanismi in gioco nel loro comportamento.

#Modelli di Disco di Accrescimento

Il comportamento dinamico di 1ES 1927+654 si allinea con i modelli teorici dei dischi di accrescimento, che postulano diversi stati o configurazioni in base ai tassi di accrescimento di massa. La transizione di questo AGN da un disco sottile a un disco sottile dimostra come le condizioni fisiche attorno ai buchi neri supermassicci possano portare a cambiamenti osservabili.

#Conclusione

La natura cangiante di 1ES 1927+654 offre uno sguardo affascinante nella complessa vita dei nuclei galattici attivi. Le osservazioni sottolineano come le esplosioni, i cambiamenti nei tassi di accrescimento di massa e l'interazione tra disco e corona influenzano significativamente il comportamento degli AGN. Studi continuativi in questo campo aiuteranno a migliorare la nostra comprensione di queste entità cosmiche dinamiche.