Unvealing the physics of the most active of galaxies
Authors: Λιοδάκης Ιωάννης 
Published: September 2021

Οι φλογαστέρες (blazars) είναι από τους πιο ενεργούς γαλαξιακούς πυρήνες (AGN), με σχετικιστικούς πίδακες προσανατολισμένους στο πεδίο της όρασης μας. Εξαιτίας αυτού του προσανατολισμού όλες οι παρατηρούμενες ποσότητες στρεβλώνονται λόγω σχετικιστικών διορθώσεων δημιουργώντας μοναδικά φαινόμενα όπως ενισχυμένη εκπομπή σε όλο το ηλεκτρομαγνητικό φάσμα, γρήγορη μεταβλητότητα, και φαινομενικά υπερφωτή κίνηση του πίδακα. Μικρές διαφοροποιήσεις στην γωνία θέασης, ή/και στην ταχύτητα του πίδακα μπορεί να έχει ως αποτέλεσμα μεγάλη διαφοροποίηση στις παρατηρούμενες ποσότητες από σχετικά όμοιες πηγές. Περιπλέκοντας έτσι την κατανόηση μας για τις πραγματικές τους ιδιότητες και τις διεργασίες σχετικές με τις κεντρικές μηχανές τους. Ως αποτέλεσμα, παρά τις δεκαετίες συστηματικής έρευνας πάνω στην μεταβλητότητα τους σε όλο το ηλεκτρομαγνητικό φάσμα, γνωρίζουμε ελάχιστα για τις ιδιότητες των φλογαστέρων στο σύστημα ηρεμίας του πίδακα. Για αυτούς τους λόγους, οι διατριβή μου εστίασε στον να καταλάβουμε και να ποσοτικοποιήσουμε τα σχετικιστικά φαινόμενα που κατακυριεύουν στην εκπομπή των φλογαστέρων.Δουλεύοντας προς αυτήν την κατεύθυνση, δημιούργησα πληθυσμιακά μοντέλα βασισμένα σε εύρωστες παρατηρούμενες ποσότητες ανεπηρέαστες από την μεταβλητότητα τα οποία περιγράφουν και τα BL Lac αντικείμενα και τους FSRQs. Χρησιμοποιώντας αυτά τα μοντέλα, κατάφερα προωθήσω την κατανόηση μας για τις φυσικές ιδιότητες των φλογαστέρων με τους εξής τρόπους: α) η μέθοδος της μεταβλητότητας και η μέθοδος του αντίστροφου σκεδασμού Compton για τον υπολογισμό του σχετικιστικού παράγοντα Doppler είναι οι καλύτερες διαθέσιμές μέθοδοι για να υπολογίσουμε παρατηρησιακά τους παράγοντες Doppler σε φλογαστέρες που δείχνει ότι κατά την διάρκεια εκλάμψεων οι φλογαστέρες φτάνουν σε κατάσταση "equipartition"'; β) Ενα σημαντικό μέρος των αντι-πιδάκων θα ανιχνευτούν από τα επομενής γενιάς συμβολόμετρα; γ) η εγγενή κατανομή χρόνων οποιουδήποτε τύπου γεγονότος παρόν σε φλογαστέρες μπορεί να ανακτηθεί με ακρίβεια σε στατιστικά δείγματα " flux-limited" ακόμα και αν δεν έχουμε γνώση για τις σχετικιστικές διορθώσεις για κάθε πηγή. Εφάρμοσα τα ευρήματα μου σε παρατηρήσεις φλογαστέρων: F-GAMMA: Χρησιμοποιώντας τις ραδιοφωνικές χρονοσειρές πολλαπλών μηκών κύματος του προγράμματος F-GAMMA, εκτίμησα τον παράγοντα Doppler με την μέθοδο της μεταβλητότητας για 58 πήγες με ισχυρή εκπομπή στις ακτίνες γ με κατά μέσον όρο 16% αβεβαιότητα, κάνοντας τους τους πιο ακριβής παράγοντες Doppler διαθέσιμους σήμερα. Χρησιμοποιώντας αυτούς του παράγοντες Doppler ανακάλυψα μια δυνατή συσχέτιση μεταξύ τις εγγενής βολομετρικής ραδιοφωνικής λαμπρότητας από 2.6-142.33 GHz και την μάζα της μελανής οπής που εκτείνεται εννέα τάξεις μεγέθους από αστρικής μάζας μέχρι τις πιο μαζικές μελανές οπές στο σύμπαν. Η συσχέτιση αυτή, είναι η πρώτη που ενώνει το σύστημα αναφοράς του παρατηρητή με το σύστημα ηρεμίας του πίδακα σε σχετικιστικά ενισχυόμενες πηγές.RoboPol: Ανέκτησα της εγγενή κατανομή χρόνων των μακρύτερων (σε διάρκεια) στροφών του πεδίου της πόλωσης του συμβαίνει στους φλογαστέρες. Βρήκα ότι η πιθανότερη μορφή αυτής της κατανομής είναι μια στενή κατανομή Gauss. \OVRO: Μοντελοποιώντας την κατανομή της πυκνότητας ροής των πηγών που παρατηρούνται από το 40 μέτρων ράδιοτηλεσκόπιο του Owens Valley Radio Observatory, βρήκα ότι οι πηγές με εκπομπή ακτίνων γ είναι συστηματικά πιο μεταβλητές από αυτές χωρίς εκπομπή ακτίνων γ γεγονός που υποδηλώνει την συσχέτιση μεταξύ της μεταβλητότητας στα ραδιοκύματα και την εκπομπή ακτίνων γ. Συμφιλιώνοντας τις εκτιμήσεις παραγόντων Doppler:Χρησιμοποιώντας αρχειακές παρατηρήσεις ακτίνων Χ και ραδιοφωνικής συμβολομετρίας VLBI ξανα-υπολόγισα τον παράγοντα Doppler με την μέθοδο του αντίστροφου σκεδασμού Compton για 11 πηγες με εκπομπή ακτίνων γ λαμβάνοντας υπόψιν όλες τις γνωστές πηγές σφαλμάτων τις μεθόδου. Συγκρίνοντας τις ξανα-υπολογισμένες τιμές με αυτές από την βιβλιογραφία κατάφερα να εκτιμήσω με σιγουριά τον σχετικιστικό παράγοντα Doppler για πέντε πηγές, και συγκεκριμένα τις 3C273, 3C345$, 3C454.3, PKS1510-089, και PKS1633+382.