Квазарите са много мощни източници на космически лъчения. Те са активните ядра на галактиките. Земята е извадила голям късмет, че наблизо няма такива опасни съседи. Квазарите се намират много далеч от нас, благодарение на което се смятат за неподвижни обекти в небосклона, докато по-близките до нас, като например планетите от Слънчевата система, се движат спрямо планетата ни по сложни начини. Точно тази „неподвижност“ на квазарите ги прави сигурни и стабилни ориентири при решаването на важни от практическа гледна точка задачи, като например навигация и проучването на тектоничните процеси на Земята.
Международен екип астрономи от Русия и Германия са открили, че все пак, видимото положение на квазар малко се променя с течение на времето. Учените са успели да изчислят и колко точно е това отместване, както и за какъв период от време се случва. Резултатите от изследването са публикувани в списание MNRAS.
Според съвременните представи активното ядро на галактиката представлява „огнедишаща“ черна дупка, която притегля към себе си всичката материя в околностите ѝ, а след това изхвърля две противоположно насочени струи от високоскоростна плазма, които експертите наричат релативистични струи. Самата черна дупка, разбира се, остава невидима, но заредените частици, които се движат с огромни скорости в магнитното поле, емитират т.нар. синхротронно лъчене.
Черната дупка обаче е обгърната от непрозрачна област, нещо като „завеса“, която може да бъде преодоляна само от високочестотно излъчване. Областта, от която пробива това лъчене, зависи от честотата. Затова за наблюдател от Земята активното ядро на галактиката може да изглежда различно в зависимост от честотния диапазон, в който се провежда наблюдението. Например, в оптичния диапазон може да се различат и струите, и сиянието около източника, който ги излъчва. В радиодиапазона, обаче, от квазара се вижда само част от „опашката“, която е насочена към нас. Съответно, с честотата се променя и видимото положение на ядрото.
Този ефект на честотно-зависимо отместване на видимото положение на квазар е предсказан преди около 40 години на база на теорията за синхротронното излъчване на електрони, което е открито малко след това. Явлението е свързано с това, че при голяма концентрация на електрони плътността на енергията на синхротронното излъчване също става огромна и започва да се поглъща от същите тези електрони. Ефектът е наречен синхротронно самопоглъщане. Той определя спектъра на приеманото излъчване и определяемото местоположение на обекта.
Съществуващата теория обаче не ни казва нищо по въпроса, как лъченето може да се променя с течение на времето. Доскоро астрономите не разполагаха с достатъчно прецизни измервания, за да могат да оценят такива промени. Затова просто подминаваха проблема за тази промяна и за практически цели се приемаше, че активните ядра на галактиките са неподвижни.
Но вече са събрани достатъчно данни, които с помощта на специално разработени методи могат да бъдат прецизно анализирани и обработени. Точно това позволява да се установи наличието на отместването в положението и да се свърже с физическите процеси, наблюдавани в струите.
Най-точният начин за наблюдаване на отдалечени обекти в радиодиапазона е с помощта на радиоинтерферометрия със свръхдълга база. Тя се състои в едноременното наблюдение на обект с помощта на няколко телескопа, разположени на големи разстояния един от друг. Специалната обработка на сигналите, ги превръща в един гигантски телескоп, чрез който може да се получи информация с висока резолюция за далечните източници на радио излъчвания. Тези данни обаче са сложни за интерпретация: същинското изображение е доста сложно „кодирано“ в данните.
Авторите на новото изследване са разработили компютърен софтуер, който обработва „кодираните“ данни, събирани в периода 1994 – 2016 година на честоти 2 и 8 GHz. Обобщени са данните за 40 обекта, които през споменатия период са наблюдавани не по-малко от 10 пъти. Оказва се, че координатата на видимото начало на струите не стои на едно място, а се колебае по направлението на струята. Това се наблюдава при 33 от 40-те анализирани квазара. Може да се каже, че явлението следва да се приеме за „нормално“ при квазарите. Типичното отместване във видимото положение на ядрата на честоти 2 и 8 GHz съставлява около 0,5 дъгови милисекунди и се променя с течение на времето. Типичния темп на промяна е 0,3 дъгови милисекунди.
Какви обаче са причините за това? Може да се предположи, че самият източник на струите – галактичното ядро – е подвижен. Но астрофизиците твърдят, че подобни колебания са своеобразна илюзия, тъй като причината се крие в сложното поведение на лъченията, а самите квазари са прекалено масивни и не извършват никакви движения в пространството. За да се намери отговор на въпроса, авторите на изследването са проверили дали съществува връзка между видимото положение на ядрото с някакви променливи параметри на квазара – например, магнитното поле или яркостта му.
Оказва се, че видимата координата на ядрото е пряко свързана с плътността на частиците в струите: видимото отместване на ядрото се случва синхронно с увеличаване на яркостта им. В рамките на съществуващия теоретичен модел това може да показва ролята на ядрени взривове, впръскващи в струите по-плътна плазма. Плътността на излъчваните релативистични частици се увеличава значително по време на такива избухвания.
Но каква е практическата полза от целия анализ? Точните данни за наблюдаваните отмествания на квазарите ще позволи да се коригират астрометричните методи и да се разработват свръхпрецизни навигационни системи с ориентири за различни измервания. Освен това, изучаването на ефекта на „отместване на ядрата“ позволява да се възстановят свойствата на областите от струите, намиращи се близо до ядрото и да се изследва физиката на протичащите там процеси.
-----------
За още новини харесайте страницата ни във Facebook>>>
0 коментара:
Публикуване на коментар