Kvasarjetfly forvirrer orbitalteleskopet

Astrofysikere fra Moskva Institut for Fysik og Teknologi, Lebedev Physical Institute of the Russian Academy of Sciences (LPI RAS), og NASA har fundet en fejl i koordinaterne for aktive galaktiske kerner målt af Gaia-rumteleskopet, og hjalp med at rette op på det. Fundene, udgivet i The Astrofysisk tidsskrift , også tjene som en uafhængig bekræftelse af den astrofysiske model af disse objekter.

"Et af nøgleresultaterne af vores arbejde er en ny og ret uventet måde at indirekte studere den optiske emission fra de centrale områder af aktive galaktiske kerner. Der er meget, som direkte optiske observationer ikke kan vise os. Men radioteleskoper viste sig nyttige til at supplere billedet, " kommenterede Alexander Plavin, en forsker ved MIPTs relativistiske astrofysiklaboratorium og en doktorand ved LPI RAS.

Mens præcisionen af ​​koordinaterne opnået af jordbaserede optiske teleskoper er ret begrænset, orbital-observatorier som Gaia tilbyder en vej uden om dette. Lanceret i 2013, den modtager signaler fra relativt fjerne kosmiske kilder og henter deres koordinater med en overlegen præcision.

Før Gaia, de mest præcise koordinater blev målt med radioteleskoparrays (figur 1). Disse er systemer af teleskoper, der kan opfange et lavfrekvent signal - dvs. radiobølger - med en anstændig opløsning. På den måde kan der fremstilles ret detaljerede billeder, men objekternes positioner i rummet er bestemt med noget mindre præcision end Gaias.

MIPT-LPI-holdet fandt ud af, at trods al dets præcision, Gaia er ikke ufejlbarlig. En sammenligning mellem data fra Gaia og radioteleskoper (f.eks. figur 2 og 3) afslørede en systematisk fejl i orbitalobservatoriets målinger af en hel klasse af himmellegemer, kaldet aktive galaktiske kerner. Som resultat, de mest nøjagtige rumkort er dem, der er afhængige af orbitalobservationer understøttet af jordbaserede teleskoper, der leverer radiodata for at muliggøre koordinatkorrektion.

En aktiv galaktisk kerne er et kompakt og meget lyst område i centrum af en galakse. Emissionsspektrene for AGN'er adskiller sig fra stjernernes, hvilket rejser spørgsmålet om arten af ​​objektet i centrum. Den nuværende konsensus er, at AGN'er rummer sorte huller, der absorberer stof fra deres værtsgalakser. Ud over den galaktiske skive, dens lyse kerne, og støvskyen omkring den, sådanne systemer kan omfatte kraftige udstrømninger af stof kendt som jetfly. Afhængigt af typen af ​​jetfly, en AGN kan klassificeres som en kvasar, en blazar, for ellers.

Yuri Kovalev, som leder de astrofysiske laboratorier ved MIPT og LPI RAS, sagde, "Vi antog en hypotese om, at strålen kan være ansvarlig for den systematiske fejl i koordinaterne for de aktive galaktiske kerner målt af Gaia. Dette viste sig faktisk at være tilfældet. Det viste sig, at hvis et objekt har en tilstrækkelig lang stråle, Gaia opfatter kilden som værende meget længere langs jetretningen end radioteleskoperne."

Effekten kan ikke afskrives som tilfældig, fordi forskydningen var i retning af jetflyet, og en statistisk signifikant fejl blev kun observeret for AGN'erne med de længste haler. Nemlig dem, hvis jetfly var størrelsesordener større end størrelsen af ​​galakserne selv. Størrelsen af ​​offset var sammenlignelig med længden af ​​jetflyene.

Siden sidste år, Gaia har også givet information om galaksernes synlige "farver". Dette har gjort det muligt for forskerne at bestemme de individuelle koordinater og bidrag til emissionsspektret for de forskellige dele af galaksen:kilden, disk, jetfly og stjerner. Koordinatforskydningerne viste sig primært at skyldes, at dyserne var lange, og at tilvækstskiverne var små. Det sagt, måling af stjernernes emission har næsten ingen indflydelse på præcisionen, hvormed en galakses position bestemmes.

Disse resultater fik forfatterne til at konkludere, at astrofysiske effekter relateret til lange jetfly er i stand til at forvirre Gaia orbitalobservatoriet. Det betyder, at det ikke kan betragtes som en fuldt ud troværdig uafhængig kilde til data om kvasarkoordinater. For at få bedre data, rumteleskopet skal understøttes af jordbaserede radioobservationer (figur 3).

"I fremtiden, ved at kombinere observationsresultater, vi kan se strukturen af ​​det centrale diskjet-system i en kvasar i små detaljer - med subparsec opløsning [hvor en parsec er en astronomisk afstandsenhed svarende til omkring 3 ¼ lysår]. Direkte optiske teleskopobservationer giver ingen sådanne billeder, men vi kan få dem!" tilføjede Plavin.

Resultaterne er uafhængige beviser til støtte for den forenede AGN-model. Det forklarer adfærden af ​​de forskellige slags AGN'er i form af deres orientering i rummet i forhold til observatøren, snarere end i forhold til deres indre virke.

At være i stand til præcist at måle positionerne af himmellegemer uden for vores galakse er vigtigt fra et praktisk synspunkt:Det er deres positioner, der tjener som den bedste reference for de mest punktlige koordinatsystemer, herunder de underliggende GPS og dets russiske modstykke GLONASS.