Зображення VLBA квазара 3C 273 з вибухом його довгого струменя. Кредит зображення: NRAO. Натисніть, щоб збільшити
Коли пара дослідників спрямувала радіотелескоп VLBA (Національний науковий фонд) дуже довгий базовий масив у напрямку відомого квазару, вони шукали докази на підтримку популярної теорії, чому надшвидкі струмені частинок, що витікають з квазарів, обмежені вузькими потоками. Натомість вони отримали сюрприз, що "може відправити теоретиків назад до креслярських дощок", за словами одного з астрономів.
"Ми знайшли докази, які ми шукали, але ми також знайшли додатковий доказ, який, здається, суперечить цьому", - сказав Роберт Завала, астроном зі штаб-квартири Флагстафф Військово-морської обсерваторії США, штат Арізона, штат Арізона. Завала та Грег Тейлор з Національної обсерваторії радіоастрономії та Інституту астрофізики та космології частинок Кавлі представили свої висновки на зустрічі Американського астрономічного товариства в штаті Міннеаполіс, штат Міннесота.
Як правило, квазари вважаються надмасивними чорними дірами в ядрах галактик, чорна діра, оточена прядильним диском матеріалу, невблаганно втягується в гравітаційну кишку чорної діри. Завдяки процесам, які все ще недостатньо зрозуміли, потужні струмені частинок виводяться назовні зі швидкістю, що майже перевищує світло. Популярна теоретична модель говорить, що лінії магнітного поля у прядильному диску скручені щільно і обмежують швидкоплинні частинки у вузькі «струмені», що випливають із полюсів диска.
У 1993 році астрофізик Стенфордського університету та інститут Кавлі Роджер Бландфорд припустили, що таке скручене магнітне поле створить чітку закономірність вирівнювання або поляризації радіохвиль, що надходять від струменів. Завала і Тейлор використовували VLBA, здатний створити найбільш детальні зображення будь-якого телескопа в астрономії, щоб шукати докази прогнозованої картини Бландфорда у відомому квазарі під назвою 3C 273.
«Ми бачили саме те, що передбачив Бландфорд, підтримуючи ідею скрученого магнітного поля. Однак ми також побачили інший зразок, який не пояснюється таким полем », - сказала Завала.
У технічному плані скручене магнітне поле повинно викликати стійку зміну або градієнт у величині, на яку обертається вирівнювання (поляризація) радіохвиль, як дивитися по ширині струменя. Цей градієнт виявився у спостереженнях VLBA. Однак із закрученим магнітним полем відсоток хвиль, які однаково вирівняні або поляризовані, повинен бути в найбільшому центрі в центрі струменя і неухильно зменшуватися до країв. Натомість спостереження показали, що відсоток поляризації збільшується до країв.
Це означає, що кажуть астрономи, що з моделлю скрученого магнітного поля щось не так, або його наслідки вимиваються взаємодією струменя та міжзоряного середовища, через яке він пробурюється. "Так чи інакше, теоретикам доводиться працювати, щоб зрозуміти, як це може статися", - сказала Завала.
Повідомляючи про нові результати, Бленфорд сказав, "ці спостереження є досить хорошими, щоб гарантувати подальший розвиток теорії".
3C 273 - один з найвідоміших квазарів в астрономії, і він був першим, хто був визнаний дуже віддаленим об’єктом у 1963 році. Астроном Caltech Маартен Шмідт працював над короткою науковою статтею про 3C273 вдень 5 лютого того року, коли він несподівано розпізнав зразок у спектрі видимого світла об'єкта, який дозволив негайно обчислити його відстань. Пізніше він написав, що "я був приголомшений цим розвитком ..." Лише через кілька хвилин він сказав, що в передпокої він зустрів свого колегу Джессі Грінштейна, який вивчав черговий квазар. Ще через кілька хвилин вони виявили, що друга також була досить віддаленою. 3C 273 знаходиться приблизно в двох мільярдах світлових років від Землі в сузір'ї Діви, і видно в аматорських телескопах середнього розміру.
VLBA - це система з десяти радіотелескопних антен, кожна з діаметром 25 метрів (82 фути) і вагою 240 тонн. Від Мауна-Кеа на Великому острові Гаваї до Сент-Круаса на Віргінських островах США VLBA охоплює понад 5000 миль, забезпечуючи астрономам найгостріше бачення будь-якого телескопа на Землі або в космосі. Висвячена у 1993 році, VLBA має можливість бачити дрібні деталі, еквівалентні тому, що можна стояти в Нью-Йорку і читати газети в Лос-Анджелесі.
"Надзвичайно гостре радіо" бачення "VLBA було абсолютно необхідне для цієї роботи", - пояснила Завала. "Ми використовували найвищі радіочастоти, на яких ми могли виявити струмінь 3C273, щоб максимізувати деталі, які ми могли отримати, і це зусилля окупилося великою наукою", - додав він.
Національна обсерваторія радіоастрономії - це центр Національного наукового фонду, який працює за угодою про співпрацю асоційованих університетів, Inc.
Оригінальне джерело: NRAO News Release
