teleskop-miniНеожиданные расхождения данных высокоточных измерений международной сети радиотелескопов и европейского оптического космического телескопа «Гайя» позволяют учёным определить свойства невидимых «хвостов» активных ядер галактик, которые выбрасываются сверхмассивными чёрными дырами.


«Без преувеличения можно сказать, что это открытие нового направления в наблюдательной астрофизике. Сопоставление данных радиоинтерферометров и оптических телескопов поможет нам получить информацию об аккреционных дисках вокруг чёрных дыр и горячих джетах в центрах галактик в видимом свете. Теперь мы лучше понимаем, как они устроены, и какие процессы там происходят», – пояснил Юрий Ковалёв, руководитель лаборатории фундаментальных и прикладных исследований релятивистских объектов Вселенной МФТИ, заведующий лабораторией Астрокосмического центра ФИАН.

В статье, недавно принятой в печать в журнале «Monthly Notices of the Royal Astronomical Society», Юрий Ковалёв и Леонид Петров (МФТИ и ФИАН) анализировали положения активных ядер далёких галактик, полученные независимо радиоинтерферометрами со сверхдлинной базой (РСДБ) и астрометрическим телескопом «Гайя».

teleskop-mini2Рисунок. Наземные радиоинтерферометры (например, американский VLBA) позволяют строить изображения квазаров и измерять их координаты с разрешением лучше угловой миллисекунды дуги. Раньше им не было равных. Однако Европейским космическим агентством был недавно запущен в космос оптический телескоп «Гайя», точность измерения координат звёзд и галактик у которого обещает быть ещё лучше. Так ли это на самом деле? Разбираемся.

Европейский космический телескоп «Гайя» был запущен в 2013 году. Его главная задача – составление нового каталога миллиарда звёзд нашей Галактики с точными данными об их координатах и скоростях. Прежний подобный аппарат «Гиппарх» собрал данные о положении миллиона звёзд с точностью до одной угловой миллисекунды. Точность «Гайи» будет почти в 100 раз лучше – до 24 микросекунд дуги. Помимо звёзд нашей Галактики телескоп видит и внегалактические объекты.

На данный момент в каталоге «Гайи» более 100 тысяч таких объектов, в основном, это – активные ядра галактик-квазары, в центре которых находятся сверхмассивные чёрные дыры, окружённые аккреционным диском падающего на них вещества и испускающие от себя струи материи – джеты. Вещество, падающее в чёрную дыру, разогревается до крайне высоких температур и интенсивно излучает практически во всех диапазонах электромагнитного спектра.

До сих пор для исследования таких объектов использовался метод радио-интерферометрии со сверхдлинной базой – система из нескольких радиотелескопов, разнесённых на большое расстояние, работающих как одно целое. Это позволяло получить угловое разрешение в сотни раз лучше, чем у оптических телескопов. Поэтому именно в радиодиапазоне учёные могли разглядеть структуру джетов у квазаров.

«Но в радио видно далеко не всё, например, аккреционный диск сверхмассивной чёрной дыры ярок именно в оптике и ультрафиолете. Поэтому мы решили попробовать совместить данные из двух источников», – продолжил Юрий Ковалев.

Сама по себе «Гайя» не даёт изображений, как например, «Хаббл», она лишь фиксирует координаты центра яркости небесного объекта. Ковалёв и Петров совместно со студентом МФТИ Александром Плавиным в начале 2017 года сопоставили данные о координатах квазаров по данным РСДБ и «Гайи». Оказалось, что около 6% объектов продемонстрировали значительные расхождения. Как правило, сдвиг положений соответствует направлениям джетов.

animasiya-miniАнимация предоставлена Юрием Ковалёвым и коллаборацией MOJAVE. Радио-изображения выбросов горячей плазмы в далеких квазарах, построенные с разрешением лучше одной миллисекунды дуги. Яркость радиоизлучения показана псевдоцветом: от высокого (желтый) до низкого (синий) уровня.

 «Теперь, совместно используя данные о переменном излучении и положении квазаров по данным радиоинтерферометров и «Гайи», мы сможем воссоздать и исследовать структуру сотен очень далёких квазаров на масштабах парсек, тысячных долей угловой секунды, которые недоступны для обычных оптических телескопов, и даже для «Хаббла», – считает учёный. По его словам, при анализе данных у многих квазаров неожиданно обнаружились в видимом свете яркие и протяженные выбросы.

Не менее интересная задача: проследить, как будут меняться их положения и яркость со временем, проанализировать причины ярких вспышек, других процессов, что в целом поможет понять физику аккреционных дисков и сверхмассивных чёрных дыр.

У данного открытия есть и прикладной аспект: наблюдения квазаров с помощью РСДБ используются для создания системы отсчёта для навигации. На основе этой системы, например, учёные отслеживают движение континентов, измеряют параметры вращения Земли для системы ГЛОНАСС. Сопоставление данных РСДБ и «Гайи» показывает, что координаты AGN в оптике могут «плыть» со временем, а значит, их надо  использовать для навигации с осторожностью.

Татьяна Небольсина, пресс-служба МФТИ

Фото: иллюстрации дизайнера Lion_on_helium; gif анимация предоставлена Юрием Ковалёвым,

руководителем лаборатории релятивистской астрофизики МФТИ

Перепечатка материалов без письменного согласия редакции запрещена.
При цитировании материалов в сети Интернет гиперссылка на prime-sphere.ru обязательна.