Несовпадение показаний ведет к открытию
Астрономы исследовали джеты квазаров, сравнивая расходящиеся данные радиоинтерферометрических и оптических наблюдений.
Активные ядра галактик – квазары – относятся к интереснейшим и интенсивно изучаемым космическим объектам. По современным представлениям это сверхмассивные черные дыры, окруженные аккреционным диском из падающего на них вещества и испускающие струи материи – джеты.
Вещество, падающее в черную дыру, разогревается до крайне высоких температур и интенсивно излучает практически во всех диапазонах электромагнитного спектра. Джеты, в которых плазма может двигаться с околосветовыми скоростями, также представляют собой мощные источники излучения.
Для исследования таких объектов как правило используется так называемая радиоинтерферометрия со сверхдлинной базой (РСДБ). При этом система из нескольких радиотелескопов, разнесенных на большое расстояние, работает как единое устройство, наблюдающее один объект. Это позволяет получить угловое разрешение в сотни раз лучше, чем у оптических телескопов. Поэтому именно в радиодиапазоне астрономы смогли разглядеть, например, структуру джетов у квазаров.
Но в радиодиапазоне видно далеко не все. Скажем, аккреционный диск сверхмассивной черной дыры наиболее ярко светится в оптическом и ультрафиолетовом диапазонах. Поэтому руководитель лаборатории фундаментальных и прикладных исследований релятивистских объектов Вселенной МФТИ, заведующий лабораторией Астрокосмического центра ФИАН Юрий Ковалев вместе с коллегами попробовал сопоставить данные по определению положения активных ядер далеких галактик, полученные независимо с помощью РСДБ и оптических наблюдений на Европейском космическом телескопе «Гайя».
Еще в начале 2017 года исследователи сообщили, что примерно в 6% случаев неожиданно обнаружили расхождение в результатах измерений. Они связали это с различием методов наблюдений. РСДБ исследует корреляцию сигналов телескопов и поэтому чувствительна к компактным структурам объекта излучения, в то время как «Гайя» реагирует на полную мощность, фиксируя координаты центра яркости небесного объекта.
Как правило, сдвиги положений объектов, полученных оптическим и интерференционными методами, соответствует направлениям джетов. Опираясь на этот факт, астрономы пошли дальше и разработали методику, позволяющую по данным радиоинтерферометров и «Гайи» об излучении и положении квазаров смоделировать и исследовать структуру очень далеких квазаров, на масштабах, которые недоступны для обычных оптических телескопов, даже для Хаббла. Ожидаемая точность составит тысячные доли угловой секунды, что соответствует единицам парсек для самых удаленных объектов.
Авторы считают это открытием нового направления в наблюдательной астрофизике, которое поможет получить информацию об аккреционных дисках вокруг черных дыр и горячих джетах в центрах галактик в видимом свете, а, значит, и о протекающих там процессах. К слову, при анализе данных новым методом у многих квазаров в видимом свете неожиданно обнаружились яркие и протяженные выбросы.
Свой метод и первые результаты исследований авторы изложили в статье в журнале Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.
В дальнейшем исследователи собираются проследить, как будут меняться положения и яркость обнаруженных выбросов со временем, проанализировать причины ярких вспышек, других процессов, что в целом поможет понять физику аккреционных дисков и сверхмассивных черных дыр.
Для справки. Европейский космический телескоп «Гайя» был запущен в 2013 году. Его главная задача: составление нового каталога миллиарда звезд нашей галактики с точными данными об их координатах и скоростях. Прежний подобный аппарат «Гиппарх» собрал данные о положении миллиона звезд с точностью до одной угловой миллисекунды. Точность «Гайи» будет почти в 100 раз лучше – до 24 микросекунд дуги. Помимо звезд нашей Галактики телескоп видит и внегалактические объекты. На данный момент в каталоге Гайи более 100 тысяч таких объектов, в основном квазаров.
По материалам пресс-службы МФТИ
16 сентября 2017
Статьи по теме:
