Astronomer finder ud af, at kvasarer ikke er naglet til himlen

Indtil for nylig, kvasarer mentes at have i det væsentlige faste positioner på himlen. Mens nærjordiske objekter bevæger sig langs komplekse baner, kvasarer er så fjerntliggende, at de blev antaget at tilbyde stabile og pålidelige referencepunkter til brug i navigation og pladetektonisk forskning. Nu, et internationalt hold af astrofysikere med forskere fra Moskva Institut for Fysik og Teknologi har fundet ud af, at kvasarer ikke er helt ubevægelige og forklarede denne adfærd. Resultaterne blev offentliggjort i Månedlige meddelelser fra Royal Astronomical Society .

"De tilsyneladende positioner af kvasarer ændrer sig med den strålingsfrekvens, der bruges til at observere dem. Forskere forudsagde denne effekt for omkring 40 år siden baseret på teorien om synkrotronstråling og observerede den kort efter, " forklarer Alexander Pushkarev, en førende forsker ved Krim Astrophysical Observatory og Lebedev Physical Institute of the Russian Academy of Sciences. "Vores undersøgelse havde til formål at finde ud af, om denne effekt varierer med tiden, og i så fald derefter på hvilke tidsskalaer og i hvilket omfang det tilsyneladende positionsskift ændrer sig."

Kvasarer tilhører en bredere klasse af astronomiske objekter kendt som aktive galaktiske kerner. Heldigvis, ingen af ​​dem er placeret tæt på Jorden. En AGN er dybest set et "ildåndende" sort hul, der forbrænder sine omgivelser med to modsat rettede stråler af plasma, der bevæger sig med relativistiske hastigheder. Lurer i hjertet af en AGN, selve det sorte hul er, naturligt, usynlig. Dette centrale objekt er indhyllet i et område, der kun kan gennemtrænges for den højest frekvens stråling. Som resultat, en jordbaseret observatør ser en AGN forskelligt afhængigt af den anvendte strålingsfrekvens. For eksempel, mens optiske observationer afslører strålen og gløden omkring dens kilde, radioteleskoper kan kun skelne den del af kvasar-"halen" rettet mod os.

Den mest præcise aktuelt tilgængelige teknik til radioobservation af fjerntliggende objekter er kendt som meget lang baseline interferometri. Det er afhængigt af et emuleret gigantisk teleskop, der trækker på mange almindelige instrumenter spredt over hele kloden. Et sådant "virtuelt" teleskop kan få data i høj opløsning om en fjerntliggende radiokilde. Imidlertid, datareduktion og gendannelse af "et foto" af målet er ikke en triviel ting, fordi forskere skal hente et billede fra de informationsstykker, der er indsamlet af mange instrumenter.

Teamet udviklede en automatiseret procedure til at løse denne opgave. De fandt ud af, at den tilsyneladende koordinat af jetspidsen ikke forbliver statisk, men svinger frem og tilbage langs strålens akse. Det ser ud til, at kilden selv "vrikker". Imidlertid, astrofysikere betragter disse udsving som en slags illusion. De forklarer fænomenet ud fra den komplekse karakter af stråling. Dette indebærer, at kvasarkernerne selv faktisk ikke undergår nogen bevægelse i rummet.

"Tilbage i det 20. århundrede, en teori forklarede kvasarers tilsyneladende opførsel i form af hurtigelektronstråling. Men denne model forklarer ikke, hvordan denne stråling kan variere, " sagde Alexander Plavin, en forsker ved MIPT's Laboratory of Fundamental and Applied Research of Relativistic Objects of the Universe og en ph.d.-studerende ved Lebedev Physical Institute, RAS. "Indtil for nylig, det var mere bekvemt blot at ignorere denne variation. AGN'er blev antaget at være positionelt statiske til praktiske formål. Men vi akkumulerede nok data og udviklede en effektiv og præcis metode til deres automatiserede behandling. Dette gjorde det muligt for os at detektere positionsvariabilitet og fortolke det i forhold til jetflyenes indre fysik."

Hvad kan årsagen til dette fænomen være? For at besvare dette spørgsmål, forfatterne kontrollerede de tilsyneladende AGN-positioner for potentielle korrelationer med nogle af de variable kvasarparametre, såsom deres lysstyrke eller magnetiske felter. Det viste sig, at de tilsyneladende koordinater for en aktiv galaktisk kerne er direkte forbundet med partikeltætheden i strålen:jo højere lysstyrke, jo mere udtalt det opfattede positionsskifte. Dette kunne supplere teoretiske kvasarmodeller ved at indikere rollen af ​​nukleare flares, der injicerer plasma med højere tæthed i udstrømningen.

Der er også en praktisk dimension i denne analyse. Nye præcise data om de tilsyneladende skift af kvasarpositioner vil muliggøre en korrektion af astrometriteknikker, fører til de mest nøjagtige navigationssystemer i menneskehedens historie.