Квазары пустились в пляс

Рисунок: Lion_on_helium

Обнаружены расхождения данных от разных телескопов

Алексей Щербаков

8 сентября, 2017 16:00

4 мин

Ученые Юрий Ковалев и Леонид Петров из МФТИ и ФИАНа совместно со студентом МФТИ Александром Плавиным еще в начале 2017 года сопоставили координаты квазаров по данным радиоинтерферометров со сверхдлинной базой (РСДБ) и космического оптического телескопа Gaya. И оказалось, что примерно по 6% объектов имеются значительные расхождения. Как правило, сдвиг положений соответствует направлениям джетов. Статья об этом недавно принята в печать журналом Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

Европейский оптический телескоп Gaya («Гея») был запущен на околоземную орбиту в 2013 году. Он должен составить каталог миллиарда звезд нашей галактики с их точными координатами и скоростями движения. Прежний аналогичный аппарат Hipparcos («Гиппарх») собрал данные о положении миллиона звезд с точностью до одной угловой миллисекунды. Точность Gaya почти в сто раз лучше – до 24 микросекунд дуги. Помимо звезд нашей Галактики, этот телескоп способен разглядеть и внегалактические объекты!

^{Наземные радиоинтерферометры (например, американский VLBA) позволяют строить изображения квазаров и измерять их координаты с разрешением лучше угловой миллисекунды дуги. Раньше им не было равных. Однако Европейским космическим агентством был недавно запущен в космос оптический телескоп Gaya, у которого точность измерения координат звезд и галактик намного лучше.}

Уже сейчас в каталоге Gaya насчитывается более 100 тысяч таких объектов. В основном это активные ядра галактик - квазары, в центре которых находятся сверхмассивные черные дыры, окруженные аккреционным диском падающего на них вещества и испускающие от себя струи материи – джеты. Вещество, падающее в черную дыру, разогревается до крайне высоких температур и интенсивно излучает практически во всех диапазонах электромагнитного спектра.

Но сам по себе Gaya не дает изображений, как например, Hubble - он лишь фиксирует координаты центра яркости небесного объекта.

До сих пор для исследования квазаров использовали метод радиоинтерферометрии со сверхдлинной базой – то есть систему из нескольких радиотелескопов, разнесенных на большие расстояния, но работающих, как единое целое. Это позволяло получать угловое разрешение в сотни раз лучше оптических телескопов. Поэтому именно в радиодиапазоне ученые смогли впервые разглядеть у квазаров структуру джетов.

«Однако в радиодиапазоне видно далеко не все, например, аккреционный диск черной дыры ярок именно в оптическом и ультрафиолетовом диапазонах. Поэтому мы решили попробовать совместить данные из двух источников», - объяснил Юрий Ковалев, руководитель лаборатории Фундаментальных и прикладных исследований релятивистских объектов Вселенной МФТИ и заведующий лабораторией Астрокосмического центра ФИАН.

«Теперь, совместно используя данные о переменном излучении и положении квазаров по данным радиоинтерферометров и «Геи», мы сможем воссоздать и исследовать структуру сотен очень далеких квазаров на масштабах парсек, тысячных долей угловой секунды, которые недоступны для обычных оптических телескопов, и даже для «Хаббла», - уточнил Ковалев.

При анализе данных у многих квазаров неожиданно обнаружились в видимом свете яркие и протяженные выбросы.

Не менее интересная задача: проследить, как будут меняться их положения и яркость со временем, проанализировать причины ярких вспышек и других процессов, что в целом поможет понять физику аккреционных дисков и черных дыр.

«Без преувеличения можно сказать, что это открытие нового направления в наблюдательной астрофизике. Сопоставление данных радиоинтерферометров и оптических телескопов дает возможность получать информацию об аккреционных дисках вокруг черных дыр и горячих джетах в центрах галактик в видимом свете. Теперь мы лучше понимаем, как они устроены, и какие процессы там происходят», - подвел итог Юрий Ковалев.

У этого открытия есть и прикладной аспект: наблюдения квазаров с помощью РСДБ используются в системе отсчета для навигации. На основе определенных с Земли координат квазаров ученые отслеживают движение континентов и измеряют параметры вращения Земли для системы ГЛОНАСС. Однако сопоставление данных РСДБ и Gaya показало, что координаты активных ядер галактик в оптическом диапазоне могут со временем «плыть», а значит, их надо использовать для навигации с осторожностью.