VLBA slika kvazarja 3C 273, ki se razstreli z dolgim curkom. Kreditna slika: NRAO. Kliknite za povečavo.
Ko je par raziskovalcev usmeril radijski teleskop Nacionalne fundacije za zelo dolgo bazno linijo (VLBA) proti znamenitemu kvazarju, so poiskali dokaze, ki bi podprli priljubljeno teorijo, zakaj so nadvse hitri curki delcev, ki pritekajo iz kvazarjev, omejeni na ozke tokove. Namesto tega so dobili presenečenje, da lahko "teoretiki pošljejo nazaj k risalnim deskam", pravi eden od astronomov.
"Našli smo dokaze, ki smo jih iskali, vendar smo našli tudi dodaten dokaz, ki se zdi, da je v nasprotju s tem," je dejal Robert Zavala, astronom na ameriški postaji Flagstaff ameriškega mornariškega observatorija, Arizona. Zavala in Greg Taylor iz Nacionalnega observatorija za radio astronomijo in Inštitut Kavli za astrofiziko in kozmologijo delcev sta svoja spoznanja predstavila na sestanku Ameriškega astronomskega društva v Minneapolisu v Minnesoti.
Na splošno velja, da so kvazarji supermasivne črne luknje v jedrih galaksij, črna luknja, obdana s predilnim diskom materiala, ki se neprimerno vleče v gravitacijsko črevo črne luknje. Skozi procese, ki še niso dobro razumljeni, se močni curki delcev poganjajo navzven s hitrostjo skoraj hitrosti svetlobe. Priljubljen teoretični model pravi, da so črte magnetnega polja v predilnem disku tesno zvite skupaj in omejujejo hitro premikajoče se delce v ozke "curke", ki se pretakajo s polov diska.
Leta 1993 sta univerza Stanford in astrofizik inštituta Kavli Roger Blandford predlagala, da bi tako zvita magnetna polja ustvarila izrazit vzorec pri poravnavi ali polarizaciji radijskih valov, ki prihajajo iz curkov. Zavala in Taylor sta s pomočjo VLBA, ki je sposoben izdelati najbolj podrobne slike katerega koli teleskopa v astronomiji, iskala dokaze o predvidenem vzorcu Blandforda v znanem kvazarju, imenovanem 3C 273.
„Videli smo natanko to, kar je Blandford predvidel, podpirač idejo o zvitem magnetnem polju. Vendar pa smo videli tudi drug vzorec, ki ga takšno polje ne razloži, «je dejala Zavala.
Tehnično gledano bi moralo zvit magnetno polje povzročiti enakomerno spreminjanje ali nagib v količini, s katero se zasuka poravnava (polarizacija) radijskih valov, če pogledamo po širini curka. Ta naklon se je pokazal v ugotovitvah VLBA. Vendar pa mora biti z zvitim magnetnim poljem odstotek valov, ki so podobno poravnani ali polarizirani, v središču curka največji in enakomerno padati do robov. Namesto tega so opažanja pokazala, da se odstotek polarizacije povečuje proti robom.
To pomeni, da astronomi trdijo, da je z modelom zvitega magnetnega polja nekaj narobe, ali pa se njegovi učinki izperejo z interakcijo med curkom in medzvezdnim medijem, ki ga vrta skozi. "Kakor koli že, teoretiki se morajo lotiti dela, da ugotovijo, kako se to lahko zgodi," je dejala Zavala.
Ko je bil obveščen o novih rezultatih, je Blandford dejal, "da so ta opažanja dovolj dobra, da upravičujejo nadaljnji razvoj teorije."
3C 273 je eden najbolj znanih kvazarjev v astronomiji, prvi je bil prepoznan kot zelo oddaljen predmet leta 1963. Caltech astronom Maarten Schmidt je delal na kratkem znanstvenem članku o 3C273 popoldne 5. februarja istega leta, ko je nenadoma prepoznala vzorec v spektru vidne svetlobe predmeta, ki je omogočil takojšen izračun njegove razdalje. Pozneje je zapisal, da me je "omamil ta razvoj ..." Nekaj minut kasneje je na hodniku srečal svojega kolega Jesseja Greensteina, ki je preučeval še en kvazar. Čez nekaj minut so ugotovili, da je tudi druga precej oddaljena. 3C 273 je približno dve milijardi svetlobnih let od Zemlje v ozvezdju Devica in je viden v amaterskih teleskopih zmernih velikosti.
VLBA je sistem desetih radioteleskopskih anten, vsaka s posodo premera 25 metrov (82 čevljev) in tehta 240 ton. Od Mauna Kea na Velikem otoku Havajev do Svetega Croixa na ameriških Deviških otokih se VLBA razteza na več kot 5000 miljah, kar astronomom omogoča najstrožji vidik katerega koli teleskopa na Zemlji ali v vesolju. VLBA, posvečena leta 1993, lahko vidi natančne podrobnosti, enakovredne stajanju v New Yorku in prebiranju časopisov v Los Angelesu.
"Za to delo je bil nujno potreben izjemno oster radijski" vid "VLBA," je pojasnil Zavala. "Uporabili smo najvišje radijske frekvence, s katerimi smo lahko zaznali curek 3C273, da bi maksimirali podrobnosti, ki jih lahko dobimo, in to prizadevanje se je izplačalo z veliko znanosti," je dodal.
National Radio Astronomy Observatory je objekt Nacionalne znanstvene fundacije, ki ga upravlja po pogodbi o sodelovanju Associated Universities, Inc.
Izvirni vir: NRAO News Release
