Астрономы из МФТИ доказали, что квазары не "прибиты гвоздями" к небу

МОСКВА, 2 апр – РИА Новости. Квазары, самые яркие и далекие объекты на ночном небе, долгое время считались абсолютно неподвижными, однако ученые из России доказали, что это на самом деле не так и раскрыли причины их "блужданий". Результаты их наблюдений были представлены в журнале MNRAS.

«

"Еще с прошлого века существует теория, объясняющая подобное поведение квазаров излучением быстрых электронов. Однако эта модель ничего не говорит о том, как излучение может меняться со временем. До недавнего времени проще было закрыть глаза на такую переменность и для практических целей считать активные ядра галактик неподвижными", — рассказывает Александр Плавин, сотрудник МФТИ и аспирант ФИАН.

Сверхмассивные черные дыры существуют в центре практически любой галактики. В отличие от черных дыр, возникающих при коллапсе звезд, их масса в несколько миллионов раз больше солнечной. Они периодически поглощают звезды, другие небесные тела и газ, и выбрасывают часть захваченной материи в виде джетов — пучков разогретой плазмы, движущихся с околосветовой скоростью.

Пять лет назад был запущен зонд-"звездочет" GAIA, наблюдающий за примерно миллиардом звезд Млечного Пути и сотнями тысяч далеких галактик, в центрах которых обитают активные черные дыры, так называемые квазары. Наблюдения за ними не были главной задачей этого телескопа, однако они позволили ученым определить их точные координаты.

Эти замеры, как выяснили недавно ученые из МФТИ и их зарубежные коллеги, раскрыли неожиданную вещь. Оказалось, что положение сверхмассивных черных дыр, вычисленное при помощи радиотелескопов, в некоторых случаях не совпадало с тем, что "видел" GAIA в оптическом диапазоне.

По их подсчетам, примерно 6-7% квазаров, за которыми наблюдал европейский зонд, имели подобные "невозможные" аномалии. Позже исследователи выяснили, что эти странности были связаны с тем, в какую сторону смотрел и насколько длинным был джет черной дыры в текущий момент времени.

Это открытие натолкнуло Плавина и его коллег на мысль, что изменения в поведении подобных "плевков" квазаров могут объяснять одну странность в их жизни, о природе которой астрономы спорили несколько десятилетий.

Дело в том, что фотографии одного и того же квазара, если получить их при помощи разных фильтров, не будут совпадать – будут отличаться как размеры его ядра, самой горячей и яркой точки, так и ее положение. Более того, длительные наблюдения за некоторыми активными ядрами галактик показывают, что "ножка" джета не стоит на месте, а колеблется в стороны.

Российские ученые раскрыли причины "сдвигов ядра", используя данные, собранные сетями наземных радиотелескопов при наблюдениях за четырьмя дюжинами квазаров с 1994 по 2016 год. Плавина и его команду интересовало не только то, менялось ли положение начальной части выброса с течением времени, но и то, как менялись другие свойства ядер галактик в эти моменты.

Эти наблюдения раскрыли два интересных момента. С одной стороны, оказалось, что положение квазара смещалось не произвольным образом, а вдоль линии выброса джета, причем подобные сдвиги были зафиксированы фактически для всех изученных ядер галактик.

С другой стороны, эти сдвиги происходили не в случайные моменты времени, а тогда, когда квазар переживал очередную вспышку, в результате которой плотность плазмы в его "плевке" достаточно сильно вырастала. Это меняло характер взаимодействий между электронами и электромагнитными волнами и приводило к "переезду" самого яркого участка джета в сторону от черной дыры или в обратном направлении.

И то, и другое говорит о том, что положение квазаров на ночном небе действительно не постоянно и может достаточно сильно меняться с течением времени. Это важно учитывать при составлении "галактических" координатных систем, необходимых для межзвездных перелетов, и изучении поведения и эволюции сверхмассивных черных дыр.