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 Американские биотехнологи впервые сообщили об обращении вспять клеточного старения в живых клетках печени человека — не мышиных, не синтетических, а именно человеческих. На волне этого результата компания привлекла 435 миллионов долларов и готовится к клиническим испытаниям.
Роль личности в истории чаще всего иллюстрируют правителями или полководцами. Но, глядя на современную карту мира, нельзя не признать: она выглядела бы принципиально иначе, если бы не одна крестьянская девушка, которую сожгли в этот день ровно 595 лет назад.
В Швеции разработали экспериментальный препарат против диабета и ожирения, который не только не подавляет аппетит, но и позволяет сохранить мышечную массу. В отличие от аналогов, он заставляет организм сжигать жир за счет стимуляции мышц, а не действия на мозг.
В 2017 году человечество впервые заметило объект, прилетевший из другой звездной системы. Он оказался странным, почти не похожим ни на астероид, ни на комету, и получил имя Оумуамуа. Затем появился «нормальный» межзвездный странник — комета Борисова. А в 2025-м астрономы обнаружили 3I/ATLAS — объект, который, вероятно, хранит вещество времен рождения чужих миров. Но что изменили в астрономии эти три гостя из межзвездной тьмы?
Астрономы провели длительную радиодиагностику межзвездного объекта 3I/ATLAS и не нашли признаков искусственных технологий. Наблюдение окончательно подтвердило естественную природу ледяного тела, хотя ученые изначально не ожидали сенсации.
Тысячу лет назад колоссальный степной пояс от Амура до Дуная назывался Великой степью. На Руси его знали как Дикую степь. В этом краю жили кочевники, и среди них — хищная птица сокол-балобан. Сейчас цельной трансконтинентальной популяции балобана больше нет. Небольшой европейский островок уцелел в Венгрии, Австрии и в Крыму. Есть популяция в Казахстане, Монголии и Китае. В России сокол-балобан, помимо Крыма, живет в горах Южной Сибири. И выживание этой популяции, как и всего вида, под угрозой. Как живет эта птица и как ей помогают в нашей стране? Зачем в Хакасии посреди «нигде» построили огромный облёточник? Буквально сегодня в него уже доставили первую партию птиц.
В высокогорных районах Гималаев появился новый хищник. Он не боится людей, возглавляет стаи собак и все чаще заходит в деревни. Местные жители называют его «кхипшанг». Речь идет о гибриде гималайского волка и бродячей собаки. Ученые опасаются, что этот зверь изменит хрупкий баланс местной дикой природы и в скором времени станет весьма опасным для человека.
В доколумбовых Андах принадлежность к правящему роду определяла доступ к земле, торговле и статусу, поэтому удержать все внутри семьи было вопросом выживания. Ученые выяснили, что элиты долины Чинча решали эту задачу самым прямым способом — заключая браки между родственниками на протяжении как минимум двух поколений.
При совпадении нескольких условий наши глаза способны улавливать излучение в ближнем инфракрасном спектре. Тогда сетчатка начинает работать как нелинейный фотодетектор.
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