Obrázok VLBA kvasaru 3C 273 s dlhým tryskaním. Obrazový kredit: NRAO. Klikni na zväčšenie.
Keď vedci zamerali rádioteleskop s veľmi dlhou základnou líniou (VLBA) National Science Foundation na slávny kvasar, hľadali dôkazy na podporu populárnej teórie, prečo sú superrýchle prúdy častíc prúdiacich z kvasarov obmedzené na úzke prúdy. Namiesto toho dostali prekvapenie, že „môžu poslať teoretikov späť na rysovacie dosky“, podľa jedného z astronómov.
"Našli sme dôkazy, ktoré sme hľadali, ale našli sme aj ďalšie dôkazy, ktoré sú v rozpore s nimi," uviedol Robert Zavala, astronóm na stanici Flagstaff v americkom námornom observatóriu v Arizone. Zavala a Greg Taylor z Národného observatória rádia a Kavliho ústavu pre astrofyziku a kozmológiu v Kavli predstavili svoje zistenia na stretnutí Americkej astronomickej spoločnosti v Minneapolise v Minnesote.
Kvazary sa všeobecne považujú za superhmotné čierne diery v jadrách galaxií, pričom čierna diera obklopená rotujúcim diskom materiálu je neúprosne vtiahnutá do gravitačnej papule čiernej diery. Vďaka procesom, ktoré ešte nie sú dobre známe, sú silné prúdy častíc poháňané smerom von rýchlosťou takmer rovnakou ako svetlo. Populárny teoretický model hovorí, že čiary magnetického poľa v rotujúcom disku sú pevne skrútené a obmedzujú rýchlo sa pohybujúce častice na úzke „trysky“, ktoré prúdia z pólov disku.
V roku 1993 astronóm Roger Blandford z Stanfordskej univerzity a Kavliho inštitútu navrhli, že takéto skrútené magnetické pole by vytvorilo zreteľný vzor v usporiadaní alebo polarizácii rádiových vĺn vychádzajúcich z trysiek. Zavala a Taylor použili VLBA, ktoré sú schopné produkovať najpodrobnejšie obrázky akéhokoľvek ďalekohľadu v astronómii, aby našli dôkaz o Blandfordovom predpovedanom vzore v známom kvasare zvanom 3C 273.
„Videli sme presne to, čo Blandford predpovedal, čo podporuje myšlienku skrúteného magnetického poľa. Videli sme však aj iný model, ktorý sa v takomto poli nevysvetľuje, “uviedol Zavala.
Z technického hľadiska by skrútené magnetické pole malo spôsobovať stálu zmenu alebo gradient v rozsahu, v akom sa otáčanie vyrovnania (polarizácia) rádiových vĺn pri pohľade cez šírku lúča. Tento gradient sa ukázal v pozorovaniach VLBA. Avšak pri skrútenom magnetickom poli by percento vĺn, ktoré sú podobne zarovnané alebo polarizované, malo byť na svojom najvyššom mieste v strede dýzy a malo by sa stabilne znižovať smerom k okrajom. Namiesto toho pozorovania ukázali, že percento polarizácie stúpa smerom k okrajom.
To znamená, že astronómovia tvrdia, že s modelom skrúteného magnetického poľa je niečo zlé, alebo jeho účinky sú vymyté interakciami medzi prúdom a medzihviezdnym médiom, ktorým prechádza. "V každom prípade sa teoretici musia pustiť do práce, aby zistili, ako sa to môže stať," uviedol Zavala.
Keď Blandford oznámil nové výsledky, povedal: „tieto postrehy sú dosť dobré na to, aby odôvodnili ďalší rozvoj teórie.“
3C 273 je jedným z najznámejších kvasarov v astronómii a bol prvým, ktorý bol uznaný za veľmi vzdialený objekt v roku 1963. Astronóm Caltech Maarten Schmidt pracoval na krátkom vedeckom článku o 3C273 popoludní 5. februára toho roku, keď zrazu rozpoznal vzor v spektre viditeľného svetla objektu, ktorý umožnil okamžitý výpočet jeho vzdialenosti. Neskôr napísal, že „bol som týmto vývojom ohromený ...“ O pár minút neskôr povedal, že sa na chodbe stretol so svojim kolegom Jessom Greensteinom, ktorý študoval ďalší kvasar. V priebehu niekoľkých minút zistili, že aj druhá bola dosť vzdialená. 3C 273 je asi dve miliardy svetelných rokov od Zeme v súhvezdí Panna a je viditeľná v amatérskych ďalekohľadoch strednej veľkosti.
VLBA je systém desiatich antén s teleskopickým teleskopom, z ktorých každá má misku s priemerom 25 metrov (82 stôp) a váži 240 ton. Od Mauna Kea na Veľkom ostrove Havaj až po St. Croix na amerických Panenských ostrovoch sa VLBA rozprestiera viac ako 5 000 kilometrov a poskytuje astronómom najostrejšie videnie akéhokoľvek ďalekohľadu na Zemi alebo vo vesmíre. VLBA, venovaná v roku 1993, je schopná vidieť jemné detaily rovnocenné tomu, aby mohla stáť v New Yorku a čítať noviny v Los Angeles.
"Na túto prácu bolo absolútne nevyhnutné extrémne ostré rádiové videnie VLBA," vysvetlil Zavala. „Použili sme najvyššie rádiové frekvencie, pri ktorých sme mohli zistiť prúd 3C273, aby sme maximalizovali detaily, ktoré by sme mohli získať, a toto úsilie sa vyplatilo s veľkou vedou,“ dodal.
National Radio Astronomy Observatory je zariadenie Národnej vedeckej nadácie, prevádzkované na základe dohody o spolupráci združenými univerzitami, Inc.
Pôvodný zdroj: NRAO News Release
