Прилагая дополнительные усилия, чтобы изобразить слабый, гигантский штопор, отслеживаемый быстрыми протонами и электронами, выпущенными из таинственного микроквазара, он окупился за пару астрофизиков, которые получили новое понимание внутренней работы зверя, а также разрешили давний спор о расстоянии объекта.
Астрофизики использовали радиотелескоп «Очень большой массив» (VLA) Национального научного фонда, чтобы запечатлеть мельчайшие детали, которые можно увидеть в плазменных струях, выходящих из микроквазара SS 433, объекта, который когда-то называли «загадкой века». В результате они изменили понимание ученых о реактивных самолетах и уладили противоречие на расстоянии «вне всякого разумного сомнения», сказали они.
SS 433 представляет собой нейтронную звезду или черную дыру, вокруг которой вращается «нормальная» звезда-компаньон. Мощная гравитация нейтронной звезды или черной дыры притягивает материал из звездного ветра своего спутника в аккреционный диск из материала, плотно окружающего плотный центральный объект, прежде чем натянуть на него. Этот диск продвигает струи быстрых протонов и электронов наружу от своих полюсов со скоростью около четверти скорости света. Диск в SS 433 качается, как детская верхушка, заставляя его струи прослеживать штопор в небе каждые 162 дня.
Новое исследование VLA показывает, что скорость выбрасываемых частиц изменяется со временем, в отличие от традиционной модели для SS 433.
«Мы обнаружили, что фактическая скорость варьируется от 24 до 28 процентов скорости света, а не остается постоянной», - сказала Кэтрин Бланделл из Оксфордского университета в Соединенном Королевстве. «Удивительно, но самолеты, движущиеся в обоих направлениях, одновременно меняют свои скорости, производя одинаковые скорости в обоих направлениях в любой момент времени», - добавила Бланделл. Бланделл работал с Майклом Боулером, тоже из Оксфорда. Выводы ученых были приняты Астрофизическим Журналом Письма.
Новое изображение VLA показывает два полных витка штопора с обеих сторон сердечника. Анализ изображения показал, что, если материал поступал из ядра с постоянной скоростью, траектории струи не будут точно соответствовать деталям изображения.
«Моделируя выбросы с различными скоростями, мы смогли получить точное совпадение с наблюдаемой структурой», - объяснил Бланделл. Ученые сначала сделали свой матч с одним из самолетов. «Тогда мы были ошеломлены, увидев, что изменяющиеся скорости, соответствующие структуре одного реактивного самолета, точно воспроизводят путь другого реактивного самолета», - сказала Бланделл. Сопоставление скоростей в двух струях позволило воспроизвести наблюдаемую структуру, даже учитывая тот факт, что, поскольку одна струя движется от нас ближе, чем другая, свету уходит от нас дольше, добавила она.
Астрофизики предполагают, что изменения в скорости выброса могут быть вызваны изменениями скорости, с которой материал переносится от звезды-компаньона на аккреционный диск.
Детальное новое изображение VLA также позволило астрофизикам определить, что SS 433 находится на расстоянии почти 18 000 световых лет от Земли. В более ранних оценках объект в созвездии Акила находился почти в 10 000 световых лет. По словам ученых, точное расстояние позволяет им лучше определять возраст оболочки мусора, выбрасываемого в результате взрыва сверхновой, которая создала плотный компактный объект в микроквазаре. Точное знание расстояния также позволяет им измерять фактическую яркость компонентов микроквазара, и это, по их словам, улучшает их понимание физических процессов, работающих в системе.
Прорывное изображение было сделано с использованием 10 часов наблюдения с VLA в конфигурации, которая максимизирует способность VLA видеть мелкие детали. Он представляет самую длинную «временную экспозицию» SS 433 на радиоволнах и, таким образом, показывает мельчайшие детали. Он также представляет собой лучшее такое изображение, которое можно сделать с помощью современных технологий. Поскольку струи в SS 433 движутся, их изображение будет «смазано» при более длительном наблюдении. Чтобы увидеть еще более слабые детали в самолетах, астрофизики должны ожидать большей чувствительности Расширенного VLA, которое должно стать доступным через несколько лет.
SS 433 был первым примером того, что сейчас называют микроквазарами, двойными системами с нейтронной звездой или черной дырой, вращающимися вокруг другой звезды, и испускающими струи материала на высоких скоростях. Странная звездная система получила широкое освещение в СМИ в конце 1970-х и начале 1980-х годов. Статья «Sky & Telescope» 1981 года была озаглавлена «SS 433 - загадка века».
Поскольку считается, что микроквазары в нашей собственной Галактике Млечный Путь производят свои высокоскоростные струи материала посредством процессов, аналогичных тем, которые производят струи из ядер галактик, соседние микроквазары служат удобной «лабораторией» для изучения физики струй. Микроквазары ближе и показывают изменения быстрее, чем их старшие родственники.
Кэтрин Бланделл - научный сотрудник университета, финансируемый Королевским обществом Великобритании.
Национальная радиоастрономическая обсерватория является учреждением Национального научного фонда, действующим в рамках соглашения о сотрудничестве от Associated Universities, Inc.
Источник: пресс-релиз НРАО
