A 3C 273 kvazár VLBA képe, hosszú sugárral robbantva. Kép jóváírása: NRAO. Kattints a kinagyításhoz.
Amikor egy kutatópár a Nemzeti Tudományos Alapítvány nagyon hosszú alapvonal-tömbjének (VLBA) rádióteleszkópját egy híres kvazár felé irányította, bizonyítékokat kerestek egy népszerű elmélet alátámasztására, hogy a kvazárokból áramló részecskék szupergyors fúvókái miért szűk patakokra korlátozódnak. Ehelyett meglepetést kaptunk, miszerint az egyik csillagász szerint „visszatérheti az elméleteket a rajzlapokhoz”.
"Megtaláltuk a keresett bizonyítékokat, de találtunk egy kiegészítő bizonyítékot is, amely látszólag ellentmond annak" - mondta Robert Zavala, az Egyesült Államok Haditengerészeti Megfigyelő Intézetének Arizonai állomásán található Flagstaff-i csillagász. Zavala és Greg Taylor, a Nemzeti Rádiós Asztronómiai Megfigyelő Intézet és a Kavli Részecske-Asztrofizika és Kozmológia Intézet bemutatta eredményeit az amerikai csillagászati társaság Minneapolisban, Minnesotában tartott ülésén.
A kvazárokat általában úgy gondolják, hogy szupermasszív fekete lyukak a galaxisok magjain, és a fekete lyuk, amelyet egy anyag forgó tárcsa vesz körül, elválaszthatatlanul behúzódik a fekete lyuk gravitációs pofájába. A még mindig nem érthető folyamatok révén a részecskék nagy teljesítményű fúvókáit a fény sebességéhez hasonló sebességgel hajtják kifelé. Egy népszerű elméleti modell szerint a forgó korong mágneses mező vonalai szorosan össze vannak csavarodva, és a gyorsan mozgó részecskéket keskeny „fúvókákba” korlátozzák, amelyek a korong pólusaiból áramlanak.
1993-ban a Stanfordi Egyetem és a Kavli Intézet, Roger Blandford asztrofizikus azt javasolta, hogy egy ilyen csavart mágneses tér különálló mintát adjon a fúvókákból származó rádióhullámok igazításában vagy polarizációjában. Zavala és Taylor a VLBA-t használta, amely képes a csillagászatban a távcsövek leg részletesebb képeinek elkészítésére, hogy bizonyítékokat keressen Blandford előrejelzett mintájáról egy közismert kvazáron, a 3C 273 néven.
Pontosan láttuk, amit Blandford jósolt, támogatva egy csavart mágneses mező ötletét. Láttuk azonban egy másik mintát is, amelyet egy ilyen mező nem magyaráz meg ”- mondta Zavala.
Technikai szempontból a csavart mágneses mezőnek állandó változást vagy gradienst kell okoznia abban a mennyiségben, amellyel a rádióhullámok igazítása (polarizációja) elfordul, amikor az a sugárhajtómű szélességére néz. Ez a gradiens megjelent a VLBA megfigyeléseiben. Csavart mágneses mezőnél azonban a hasonlóan igazított vagy polarizált hullámok százalékának a legnagyobbnak kell lennie a sugárhajtómű közepén, és folyamatosan csökkennie kell az élek felé. Ehelyett a megfigyelések azt mutatták, hogy a polarizáció százaléka növekszik az élek felé.
Ez azt jelenti, hogy a csillagászok mondják, hogy van valami baj a csavart mágneses mező modellel, vagy annak hatásait a sugárhajtómű és a csillagközi közeg kölcsönhatása okozza, amelyen átfúródik. "Akárhogy is, a teoretikusoknak munkához kell jutniuk, hogy kitalálják, hogyan történhet ez” - mondta Zavala.
Amikor Blandford értesült az új eredményekről, azt mondta: "Ezek a megfigyelések elég jók ahhoz, hogy az elmélet továbbfejlesztését indokolják."
A 3C 273 az egyik leghíresebb kvazár a csillagászatban, és 1963-ban ismerte el elsőként egy nagyon távoli objektumként. Materten Schmidt, a Caltech csillagász egy rövid tudományos cikket dolgozott a 3C273-ról az év február 5-i délutánán, amikor hirtelen felismert egy mintát az objektum látható-fény spektrumában, amely lehetővé tette a távolság azonnali kiszámítását. Később azt írta: „Megdöbbent engem ez a fejlődés ...” Csak néhány perc múlva mondta, hogy a folyosón találkozott kollégájával, Jesse Greenstein-rel, aki egy másik kvazárt tanulmányozott. Néhány perc múlva rájöttek, hogy a második is nagyon távol van. A 3C 273 körülbelül két milliárd fényévnyire van a Földtől a Szűz csillagképben, és közepes méretű amatőr távcsövekben látható.
A VLBA egy tíz rádióteleszkópos antenna rendszere, amelyek mindegyike 25 méter (82 láb) átmérőjű és 240 tonna súlyú edényt tartalmaz. A Hawaii nagy szigeten lévő Mauna Kea-tól az Egyesült Államok Virgin-szigeteki St. Croix-ig kezdve a VLBA több mint 5000 mérföldes távolságra helyezkedik el, és a csillagászoknak a lehető legszélesebb látást nyújtanak a Földön vagy az űrben lévő távcsövekről. Az 1993-ban szentelt VLBA képes látni olyan apró részleteket, amelyek megegyeznek azzal, hogy képes New Yorkban állni és Los Angelesben újságot olvasni.
„A VLBA rendkívül éles rádiós„ látása ”feltétlenül szükséges ennek a munkának a végrehajtásához - magyarázta Zavala. "A legmagasabb rádiófrekvenciákat használtuk, amelyeken észlelhetjük a 3C273 sugárhajtóművet, hogy maximalizáljuk az esetleges részletek részleteit, és ez az erőfeszítés nagy tudományokkal fizetett ki" - tette hozzá.
A National Radio Astronomy Observatory a Nemzeti Tudományos Alapítvány létesítménye, amelyet az Associated Universities, Inc. együttműködési megállapodás alapján működtetnek.
Eredeti forrás: NRAO sajtóközlemény
