Նախընտրելի
Աստղագետների միջազգային խումբը հայտնաբերել է անսովոր ռելյատիվիստական ջեթ Մարկարյան 110 (Mrk 110) ակտիվ գալակտիկայում, որը գտնվում է Երկրից 470 միլիոն լուսային տարի հեռավորության վրա: Օգտագործելով գերծանր բազայով ինտերֆերոմետրիայի (VLBI) մեթոդը՝ գիտնականները ֆիքսել են պլազմայի հոսք, որը շարժվում է կարծես գերլույսային արագությամբ՝ ռադիոհանգիստ գալակտիկաների շարքում ամենաբարձրերից մեկը: Հետազոտությունը, որը հրապարակվել է arXiv պորտալում, լույս է սփռում նման գալակտիկաների բնույթի և ջեթերի ձևավորման մեխանիզմների վրա: Պատմում ենք, թե ինչ է հաջողվել պարզել և ինչու է դա կարևոր:
Ի՞նչ է ռելյատիվիստական ջեթը
Ռելյատիվիստական ջեթերը իոնացված պլազմայի նեղ հոսքեր են, որոնք արտանետվում են ակտիվ գալակտիկաների կենտրոններում գտնվող գերծանր սև խոռոչների մերձակայքից, ինչպիսիք են կվազարները, բլազարները կամ Սեյֆերտի գալակտիկաները: Այս հոսքերը արագացվում են մինչև լույսի արագությանը մոտ արագություններ (մինչև 99% c)՝ մագնիսական դաշտերի և սև խոռոչի շուրջ պտտվող նյութի օղակի՝ հավաքման սկավառակի փոխազդեցության շնորհիվ:
Ջեթերի առանձնահատկությունն այն է, որ նրանք կարծես գերլույսային արագությամբ են շարժվում, ինչը ռելյատիվիստական էֆեկտների հետևանք է: Երբ ջեթը գրեթե ճշգրիտ ուղղված է դիտորդի ուղղությամբ, նրա առջևի մասերից լույսը մեզ է հասնում ավելի վաղ՝ ստեղծելով ավելի արագ, քան լույսը, շարժման պատրանք: Այս էֆեկտը, որն առաջին անգամ բացատրել է Մարտին Ռիսը 1966 թվականին, չի խախտում հարաբերականության տեսությունը:
Մարկարյան 110. Անսովոր ռադիոհանգիստ գալակտիկա
Մարկարյան 110-ը Սեյֆերտի տիպի 1 գալակտիկա է՝ նեղ գծերով (NLS1), որը գտնվում է Վերոնիկայի Գեսերում՝ 470 միլիոն լուսային տարի հեռավորության վրա (կարմիր շեղում z = 0,035): Նման գալակտիկաները բնութագրվում են.
- Բալմերի նեղ գծերով սպեկտրում, որոնք ցույց են տալիս միջուկի բարձր ակտիվությունը:
- Իոնացված երկաթի ուժեղ ճառագայթմամբ:
- Էքստրեմալ ռենտգենային ակտիվությամբ, որը կապված է նյութի հավաքման հետ գերծանր սև խոռոչի վրա:
- Անկանոն մորֆոլոգիայով, որը կարող է լինել գալակտիկաների վերջին միաձուլման կամ բախման հետևանք:
Mrk 110-ը դասակարգվում է որպես ռադիոհանգիստ գալակտիկա, այսինքն՝ նրա ռադիոճառագայթումը սովորաբար թույլ է՝ համեմատած ռադիոբարձր օբյեկտների, ինչպիսիք են բլազարները կամ ռադիոգալակտիկաները: Սակայն նոր դիտարկումները ցույց են տվել, որ նրա միջուկում տեղի է ունենում հզոր ջեթային ակտիվություն, ինչը նրան դարձնում է ուսումնասիրության համար եզակի օբյեկտ:
Ինչպե՞ս է իրականացվել հետազոտությունը
Գիտնականներն օգտագործել են գերծանր բազայով ինտերֆերոմետրիա (VLBI)՝ մեթոդ, որը միավորում է մեծ հեռավորությունների վրա գտնվող մի քանի ռադիոտելեսկոպների տվյալները՝ բարձր լուծաչափով պատկերներ ստանալու համար: Դիտարկումները կատարվել են 1,6 ԳՀց, 4,7 ԳՀց, 4,9 ԳՀց և 7,6 ԳՀց հաճախականություններով, ինչը հնարավորություն է տվել մանրամասն ուսումնասիրել Mrk 110-ի ջեթի կառուցվածքը:
Տվյալները հավաքվել են երկու ժամանակաշրջաններում.
- 2015–2016 թվականներ. Ֆիքսվել է ջեթի արտանետում հյուսիս-արևմտյան ուղղությամբ:
- 2022 թվական և ավելի ուշ. Հայտնաբերվել է ջեթային ակտիվության նոր դրվագ:
Հիմնական բացահայտումներ
- Կարծես գերլույսային արագություն.
- Mrk 110-ի ջեթը շարժվում է կարծես լույսի արագությունից ավելի արագությամբ, ինչը նրան դարձնում է ռադիոհանգիստ գալակտիկաների ամենաարագ ջեթերից մեկը: Սա բացատրվում է ռելյատիվիստական Դոպլերի էֆեկտով և ջեթի դիտման գծին մոտ կողմնորոշմամբ:
- Ընդհատվող ակտիվություն.
- Ջեթը ցուցաբերում է դրվագային ակտիվություն. արտանետումներ են ֆիքսվել 2015–2016 թվականներին, այնուհետև վերսկսվել 2022 թվականին: Սա կարող է կապված լինել նյութի անկայուն հավաքման հետ սև խոռոչի վրա:
- Ջեթի դանդաղում.
- Գալակտիկայի միջուկից 10–20 լուսային տարի հեռավորության վրա ջեթը կտրուկ կորցնում է արագությունը: Այս դանդաղումը կապված է պլազմայի՝ միջաստղային միջավայրի հետ փոխազդեցության հետ, որն առաջացնում է հարվածային ալիքներ:
- Սպեկտրի փոփոխություն.
- Ջեթի սպեկտրը փոխվում է կտրուկից (բնորոշ է երիտասարդ, բարձր էներգիայով ջեթերին) դեպի հակադարձ, ինչը համապատասխանում է ինքնակլանող սինքրոտրոնային ճառագայթմանը: Այս ճառագայթումն առաջանում է, երբ էլեկտրոնները մագնիսական դաշտերում կորցնում են էներգիան՝ ճառագայթելով ռադիոալիքներ:
- Ռադիոհանգիստ, բայց ակտիվ.
- Չնայած ռադիոհանգիստ գալակտիկայի կարգավիճակին, Mrk 110-ը ցուցադրում է հզոր ջեթային ակտիվություն, ինչը կասկածի տակ է դնում նման օբյեկտների ավանդական դասակարգումը:
Ինչու՞ է սա կարևոր
Մարկարյան 110-ում ջեթի հայտնաբերումը կարևոր նշանակություն ունի աստղաֆիզիկայի համար.
- Ռադիոհանգիստ գալակտիկաների ընկալում. Դիտարկումները ցույց են տալիս, որ նույնիսկ ցածր ռադիոճառագայթմամբ գալակտիկաները կարող են ունենալ ակտիվ ջեթեր: Սա ստիպում է վերանայել դրանց ձևավորման մեխանիզմները և ակտիվ գալակտիկական միջուկների (AGN) դասակարգումը:
- Ջեթերի մեխանիզմներ. Դանդաղման և սպեկտրային փոփոխությունների ուսումնասիրությունը օգնում է հասկանալ, թե ինչպես են ռելյատիվիստական ջեթերը փոխազդում շրջակա միջավայրի հետ և ինչպես են մագնիսական դաշտերն արագացնում մասնիկները մինչև լույսի արագությանը մոտ արագություններ:
- Գալակտիկաների էվոլյուցիա. Mrk 110-ի անկանոն մորֆոլոգիան ցույց է տալիս հնարավոր միաձուլում, որը կարող էր ակտիվացնել սև խոռոչը: Ջեթերը կարող են դեր խաղալ աստղերի ձևավորման կարգավորման գործում՝ էներգիան արտանետելով միջգալակտիկական միջավայր:
- Կոսմոլոգիական հետազոտություններ. Հետագա դիտարկումները կօգնեն պարզել, թե որքան տարածված են նման ջեթերը ռադիոհանգիստ գալակտիկաներում և ճշգրտել նյութի հավաքման մոդելները գերծանր սև խոռոչների վրա:
Ի՞նչ է հաջորդելու
Գիտնականները պլանավորում են շարունակել Mrk 110-ի դիտարկումները VLBI-ի և այլ գործիքների, ինչպիսիք են Chandra (ռենտգեն) և Hubble (օպտիկա) տելեսկոպները, որպեսզի.
- Ճշգրտեն ջեթի կառուցվածքը և դինամիկան տարբեր մակարդակներում:
- Ուսումնասիրեն ջեթային ակտիվության և գալակտիկաների հնարավոր միաձուլման կապը:
- Համեմատեն Mrk 110-ը այլ ռադիոհանգիստ NLS1 գալակտիկաների հետ՝ հասկանալու համար, արդյոք նման ակտիվությունը բացառություն է, թե կանոն:
Նաև ակնկալվում է, որ ապագա առաքելությունները, ինչպիսին է Square Kilometer Array (SKA), կտրամադրեն էլ ավելի մանրամասն տվյալներ ռադիոհանգիստ գալակտիկաներում ռելյատիվիստական ջեթերի մասին:
Կապ այլ հետազոտությունների հետ
Բացահայտումը համընկնում է այլ վերջին աշխատանքների հետ.
- 3C 111 գալակտիկայում (640 միլիոն լուսային տարի) VLBI դիտարկումները բացահայտել են ջեթում մագնիսական «թելեր», որոնք հաստատում են մագնիսական դաշտերի դերը պլազմայի արագացման գործում:
- Մարկարյան 231-ում (580 միլիոն լուսային տարի) հայտնաբերվել են թթվածնի մոլեկուլներ, որոնք ցույց են տալիս ակտիվ գալակտիկաներում ինտենսիվ աստղերի ձևավորում:
- MAXI J1820+070-ի հետազոտությունները ցույց են տվել գերլույսային ջեթեր ռենտգենային երկուական համակարգերում, որտեղ դանդաղումը նույնպես կապված է հարվածային ալիքների հետ:
Այս տվյալները հաստատում են, որ ռելյատիվիստական ջեթերը համընդհանուր երևույթ են, որոնք կապում են տարբեր զանգվածների և մակարդակների սև խոռոչները:
