Российские ученые изучили эволюцию направлений джетов в активных галактиках
Ученые МФТИ и Крымской астрофизической обсерватории провели масштабный анализ изменений геометрии джетов, что позволило не только выделить наиболее вероятные механизмы переменности, но и получить численные оценки на основные параметры активных ядер. Анализ использовал наблюдательные данные за последние 30 лет и охватывал 317 активных ядер. По результатам исследований ученые обнаружили значительные вариации в направлении джета у четверти из них.
Результаты работы опубликован в журнале Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. Работа выполнена при поддержке РНФ.
Релятивистские джеты — струи высокоэнергетичной электронно-позитронной плазмы, вырывающейся из активных ядер галактик. Являются одними из самых мощных объектов во Вселенной и простираются на многие тысячи световых лет. Джеты генерируют излучение практически во всем диапазоне электромагнитного спектра, а материя в них движется со скоростью, близкой к скорости света.
Масштабные систематические наблюдения имеют решающее значение для понимания физического устройства джетов. В ходе исследования российские ученые установили, что видимые изменения в направлении джета активных ядер более вероятно вызваны вращением сопла струи, а не движением отдельных ярких компонент, распространяющихся перпендикулярно струе.
По оценке ученых, для 90 процентов активных ядер галактик в выборке потенциальные периоды переменности направления джета составляют менее 1000 лет. Такое ограничение сверху на временные масштабы переменности дает понимание о возможных механизмах изменения направления струи. Так, наиболее вероятными сценариями возникновения переменности являются плазменные нестабильности в джете, прецессия, вызванная наклоненным аккреционным диском к оси вращения черной дыры или влиянием второй черной дыры в тесных двойных системах.
«В рамках исследования мы рассматриваем более трех сотен активных ядер галактик. Они представляют большой интерес для ученых. Активными ядрами астрофизики называют сверхмассивные черные дыры, находящиеся в центре галактик и «пересвечивающие» родительскую галактику за счет излучения джета. Сам же джет представляет собой поток релятивистских частиц, вырывающихся из центральной черной дыры в форме струи и излучающих почти во всем диапазоне электромагнитного спектра. На самом деле таких струй две, но они направлены в противоположные друг от друга сторону. Обычно мы видим лишь одну из них — ту, которая направлена к нам. За счет эффекта допплеровского усиления она выглядит для нас ярче. Ее обычно и называют джетом, а ту, что направлена от нас, — контр-джетом.
Наша работа посвящена изучению эволюции направления этих джетов, тому, как изменяется их положение и геометрия на отдельных наблюдениях. Если пытаться представить, как это выглядит с бытовой точки зрения, то в каком-то смысле джет можно сравнить с потоком воды. Направление джета может быть стационарно, а может меняться со временем, например, из-за вращения излучающего сопла. В таком случае джет будет отдаленно похож на воду, вылетающую из садового шланга из-за создаваемой вращением спиралевидной структуры. Именно по характерной скорости вращения джета мы и хотим оценить параметры активного ядра», — рассказал об исследовании Иван Костричкин, сотрудник лаборатории фундаментальных и прикладных исследований релятивистских объектов Вселенной МФТИ.
Ученые анализировали наблюдения в радиодиапазоне с определенными ограничениями: четыре частоты от двух до 43 гигагерц. Их интересовал вопрос — как ведут себя джеты и есть ли зависимость их поведения от самих активных ядер.
Когда типичные углы обзора джета составляют всего несколько градусов от линии наблюдения, любые небольшие изменения усиливаются и могут проявляться в виде сильных видимых изгибов или временной эволюции видимого направления. Последнее было в центре внимания многих наблюдательных исследований как отдельных квазаров так и выборок из сотен активных ядер галактик. Во всех этих исследованиях была обнаружена заметная временная эволюция направления внутреннего джета.
«Процесс формирования джета в целом везде одинаков. В этом вся прелесть нашей Вселенной, что одно и то же явление имеет место даже у разных объектов. Но остается открытым вопрос: что является причиной видимых изменений геометрии на изображении? Электромагнитное излучение, которое как раз и формирует это изображение, является чуть ли не единственным доступным нам источником информации, поэтому нам бывает трудно установить процесс, ответственный за то или иное физическое явление.
В отличие от обычной физики, астрофизики не могут провести прямой эксперимент, вместо этого мы опираемся на наблюдательные данные и их интерпретацию, применяя и обобщая опыт известной нам физики на межзвездные объекты. В нашей работе мы исследовали возможные причины, приводящие к таким видимым проявления. Так, используя только геометрические проявления, мы постарались выяснить ограничения на различные физические параметры черных дыр, например, их массу и характерное время переменности в направлении джета. То есть это попытка по исключительно визуальным проявлением ухватить и выяснить физику, которая находится далеко от нас, внутри космического объекта», — добавил Иван Костричкин.
Для работы с наблюдательными данными ученые использовали визуализацию. На левом рисунке, по словам Ивана, показано РСДБ-изображение видимого джета активного ядра. Сам видимый джет начинается с ярко-красной центральной области и направлен вниз. Этот участок является лишь небольшой видимой частью, эволюцию направления которого и изучают ученые. В зависимости от даты изображения источника сама струя может выглядеть иначе и все эти изменения показывают нам эволюцию джетов активных галактик.
Telegram 
Дзен 
VK Ребенок легче взрослого, быстрее осваивается в новой обстановке и обладает пластичной нервной системой — значит, невесомость он перенесет проще. Это рассуждение звучит убедительно ровно до тех пор, пока ребенка считают уменьшенной копией взрослого. На самом деле его скелет еще набирает прочность, мышцы учатся работать вместе с нервной системой, вестибулярный аппарат настраивает ощущение положения тела, а органы и ткани проходят этапы, которые нельзя повторить после завершения роста. Если в этот период убрать постоянную нагрузку земного притяжения, организм будет не только приспосабливаться к новой среде: он станет формироваться внутри нее. Каким получится результат, медицина сегодня не знает: длительных орбитальных исследований с участием несовершеннолетних не проводилось.
Иногда лучшая помощь природе — просто оставить ее в покое и не мешать. Британские экологи доказали, что заброшенная фермерская пашня способна без миллионных затрат и покупных семян превратиться в роскошный цветущий луг. Для этого потребовалось лишь 11 лет времени и обычный ежегодный покос травы.
Вода в реке может выглядеть абсолютно чистой и прозрачной, но настоящее «досье» на экологическое состояние региона часто скрыто не в ней, а под ней — в донных отложениях. Это своеобразный химический архив, который накапливает все, что попадало в водоем на протяжении десятилетий. Ученые Южного федерального университета взяли на себя труд расшифровать этот архив в глобальном масштабе: они собрали и систематизировали все современные научные данные о том, как токсичные продукты горения оседают на дне рек и озер по всему миру. Результат этой работы позволил впервые увидеть полную картину загрязнения пресноводных экосистем — от Нижнего Дона и сибирских арктических рек до Амазонки, Нила и Миссисипи.
Биологи провели молекулярный анализ тканей человеческого мозга и выяснили, что при тяжелой депрессии останавливается процесс образования новых нейронов. Открытие показало, что природа заболевания кроется не только в химическом дисбалансе нейромедиаторов, но и в физическом нарушении клеточного обновления гиппокампа.
Иногда лучшая помощь природе — просто оставить ее в покое и не мешать. Британские экологи доказали, что заброшенная фермерская пашня способна без миллионных затрат и покупных семян превратиться в роскошный цветущий луг. Для этого потребовалось лишь 11 лет времени и обычный ежегодный покос травы.
Приблизительно 130 миллионов лет назад, когда по земле бродили динозавры, какое-то млекопитающее пробежало по влажной песчаной дюне на территории современной южной части Бразилии. Размер оставленных этим древним существом следов поразил палеонтологов.
Долгое время считалось, что до прихода европейцев тропические леса Амазонии были заселены сравнительно плохо. Однако выяснилось, что плотная растительность скрывает большинство следов древних обществ. С помощью воздушного лазерного сканирования ученые обнаружили сотни неизвестных земляных сооружений и предположили, что около двух тысяч лет назад население юго-западной части Амазонии могло достигать трех миллионов человек.
Американская компания Firebird официально запустила в городе Раздан крупный центр обработки данных и фабрику искусственного интеллекта. На сегодняшний день это самый масштабный технологический хаб подобного уровня в СНГ, а после завершения всех этапов строительства он войдет в пятерку самых мощных вычислительных кластеров в мире.
После сокращения длины очередей и роста доступности бензина в первую неделю августа ситуация снова ухудшилась. Если с 20 июня по начало августа кризис носил в основном психологический характер, то сейчас ситуация принципиально иная: августовские атаки на НПЗ показали, что меры по усилению их противовоздушной обороны не были достаточно полными. Значит, прогноз автора Naked Science от 19 июля о том, что острая фаза кризиса закончится до конца лета, был частично неверным.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Что-то в вашем комментарии показалось подозрительным, поэтому перед публикацией он пройдет модерацию.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно