Группа ученых из Санкт-Петербургского государственного университета исследовала блазары – вид галактических ядер с самой большой энергией и светимостью. Исследователи выяснили, как формируются струи плазмы от блазаров, и объяснили изменения их яркости. Исследования поддержаны грантом Российского научного фонда (РНФ). Статьи ученых опубликованы в MNRAS и The Astrophysical Journal. Кратко о полученных результатах рассказывается в пресс-релизе РНФ.
Блазары – это космические объекты, находящиеся в центрах галактик. Они являются мощными источниками излучения во всем диапазоне электромагнитного спектра. Еще одна отличительная особенность блазаров – изменение интенсивности их излучения на различных длинах волн за очень короткий промежуток времени (от нескольких дней до нескольких часов). Объяснение этому явлению до сих пор не найдено.
Высокая светимость активных ядер галактик объясняется, прежде всего, наличием в их центре сверхмассивной черной дыры. Эта дыра притягивает к себе облака плазмы – очень горячего ионизованного газа. Часть этого газа поглощается черной дырой, а часть выбрасывается с околосветовой скоростью в виде двух струй, направленных в противоположные стороны. Яркость каждой такой струи может меняться в зависимости от угла, под которым на нее смотрит наблюдатель. Например, если струя плазмы блазара направлена прямо на наблюдателя, то излучение от нее будет усилено. Чем больше угол между глазом наблюдателя и струей плазмы, тем менее яркой она будет казаться.
Ученые кафедры астрофизики СПбГУ наблюдали блазары CTA102 и 3C 279 и приблизились к пониманию того, как возникают плазменные струи в его ядре и почему интенсивность их излучения на различных длинах волн меняется так быстро. Астрофизики собрали массив данных об интенсивности излучения в диапазоне от длинных радиоволн до коротковолновых гамма-лучей и построили кривые их зависимости от времени. Анализ этих кривых принес неожиданный результат: оказалось, что излучение с большей длиной волны (радиоволны и инфракрасная область) приходит «с опозданием» относительно излучения видимого диапазона. Ученые предполагают, что полученные ими результаты связаны с изменением не физических параметров плазменной струи, а ее положения в пространстве. В первом приближении, по словам исследователей, наблюдаемая у блазаров струя плазмы имеет форму спирали. Эти результаты говорят о том, что по крайней мере у части блазаров фактором, определяющим амплитуду и продолжительность вспышек, является изменение геометрических характеристик плазменной струи, а не ее физических параметров, как считалось ранее.
«Критически важно накопить достаточно точные данные для значительного числа объектов. Их анализ позволит определить возможные задержки между изменениями интенсивности в разных диапазонах излучения. Это, в свою очередь, позволит понять, происходят ли эти вспышки в одной и той же области плазменной струи и являются ли они следствием выбросов из ядра галактики. Эпизодически исследования такого рода проводятся уже полвека, но лишь в последние 10 лет, благодаря международным кооперативным проектам, появилась возможность приблизиться к объяснению этих и многих других неясностей», – говорит автор исследования, заведующий лабораторией наблюдательной астрофизики СПбГУ Валерий Ларионов.
Блазары являются активными ядрами галактик, и поэтому механизмы их образования оказываются неразрывно связаны. Дальнейшие исследования блазаров помогут пролить свет не только на их собственное происхождение, но и на формирование галактик и звездных систем.
