«Хвосты» квазаров могут запутать космический телескоп и одновременно помочь ученым

Астрофизики из МФТИ, ФИАН и NASA нашли ошибку в определении координат центров активных ядер галактик телескопом Gaia и помогли ее исправить. Параллельно ученые получили независимое подтверждение астрофизической модели этих объектов.

1 287

Выбор редакции

Статья опубликована в журнале The Astrophysical Journal.

 

«Одним из основных результатов нашей работы является новый и относительно неожиданный способ косвенно исследовать оптическое излучение центральных областей активных ядер галактик.

 

В оптическом диапазоне мы многого напрямую не видим. Оказалось, что радиотелескопы могут дополнить картину», — прокомментировал Александр Плавин, научный сотрудник лаборатории фундаментальных и прикладных исследований релятивистских объектов Вселенной МФТИ и аспирант ФИАН.

 

Точность координат, получаемых на Земле оптическими телескопами, существенно ограничена.

 

В 2013 году на орбиту Земли был запущен спутник-телескоп Gaia, способный улавливать оптические сигналы от относительно отдаленных источников и по ним восстанавливать координаты с большей точностью, чем это было возможно сделать с Земли.

 

До Gaia самые точные координаты получали при помощи специальных систем радиотелескопов. Такие телескопы способны уловить низкочастотный (радио) сигнал с приличным разрешением.

 

Это позволяет получить изображение в деталях, но точность измерения местоположения объектов в пространстве космоса несколько уступает точности Gaia.

 

Однако, как обнаружили авторы статьи, и спутнику безоговорочно доверять нельзя. Сопоставление данных обоих методов показало, что Gaia при всей своей точности допускает систематическую ошибку при астрометрии целого класса космических объектов — активных ядер галактик.

 

Для получения наиболее достоверной карты звездного неба спутнику необходима поддержка с Земли, и радиоданные помогают скорректировать координаты.

 

Активное ядро галактики — это небольшая и очень яркая область в ее центре. Спектр излучения ядер отличается от звездного, поэтому возникает вопрос о природе излучающего объекта внутри ядра. Принято считать, что внутри ядра находится черная дыра, всасывающая вещество галактики-хозяина.

 

Галактика Вирго А. Изображение с оптического телескопа / NASA

Галактика Вирго А. Изображение с оптического телескопа / NASA

 

Помимо самого диска галактики, яркого ядра и пылевого облака вокруг, в такой системе может присутствовать мощный выброс вещества — джет. По характеру джета активные ядра галактики разделяются на подклассы — квазары, блазары и прочие.

 

Активная галактика Дева А и ее джет. Изображение с радиоинтерферометра / Из архива авторов статьи, Юрий Ковалев

Активная галактика Дева А и ее джет. Изображение с радиоинтерферометра / Из архива авторов статьи, Юрий Ковалев

 

Юрий Ковалев, руководитель лабораторий в МФТИ и ФИАН, добавил: «Мы предположили, что влияние джета может вносить систематическую ошибку в измерение координат активных ядер галактик у Gaia.

 

Это предположение подтвердилось — оказалось, что для объектов с достаточно длинными джетами наблюдается закономерность: Gaia видит источник гораздо дальше по направлению джета, чем радиотелескоп».

 

Такую ошибку нельзя объяснить случайностью: существенный сдвиг наблюдался со статистической значимостью лишь у объектов с самыми длинными «хвостами» и не в случайном направлении, а в выделенном, совпадающем с направлением выброса.

 

Речь идет об активных ядрах, у которых длина выброса на порядки больше размеров самой галактики. При этом сдвиги составляли порядка длины джета.

 

Начиная с прошлого года Gaia предоставляет еще и информацию о видимых «цветах» галактик. Это помогло авторам разделить вклад разных частей галактики в оптическое излучение и измеряемые координаты: источника, самого диска, джета, звезд.Оказалось, основная причина сдвига координат — длинные джеты и маленькие аккреционные диски. В то же время излучение звезд галактики практически не влияет на точность измерений.

 

Все это позволило сказать, что астрофизические эффекты, связанные с длинными джетами, способны сбить с толку оптический телескоп Gaia. Значит, он не может считаться в полной мере самостоятельным источником данных для определения координат квазаров.

 

Мировая сеть радиотелескопов / HartRAO

Мировая сеть радиотелескопов / HartRAO

 

Но для получения точного значения можно комбинировать данные со спутника и с земного радиотелескопа.

 

Александр Плавин добавил: «Комбинирование результатов наблюдений поможет в будущем детально восстановить структуру центральной системы диск-джет в квазарах с высочайшей подробностью — до долей парсек. Напрямую оптические телескопы получать такие изображения не могут. А у нас получится!».

 

Результаты являются независимым подтверждением унифицированной модели активных ядер галактик. Эта модель объясняет поведение разных классов активных ядер галактик их ориентацией относительно наблюдателя, а не внутренними различиями самих объектов.

 

Точная астрометрия объектов вне нашей Галактики имеет важное практическое применение. Именно по точным координатам отдаленных объектов — самым постоянным точкам на небе — можно составить наиболее пунктуальные системы координат, включая и те, которыми пользуется навигационные системы ГЛОНАСС и GPS.

 

Работа была поддержана Российским научным фондом.

Naked Science Facebook VK Twitter
Физтех
122Статьи
Московский физико-технический институт (МФТИ). Блог о последних научных открытиях ученых МФТИ и других российских вузов и исследовательских центров в различных областях науки, от астрофизики до генной инженерии.
1 287
Комментарии
1 ч
Когда живешь от зарплаты до зарплаты возникает...
Аватар пользователя Александр Николаев
4 ч
Про Клиффорда.
Уильям Клиффорд работал в области...
4 ч
да да фюрер тоже был уверен в своем превосходстве......

Колумнисты

Физтех
122Статьи
Сколтех
48Статей
Discovery Channel
34Статьи
ТюмГУ
11Статей
СФУ
9Статей
Комментарии

Быстрый вход

Или авторизуйтесь с помощью:

на сайте, чтобы оставить комментарий.
Вы сообщаете об ошибке в следующем тексте:
Нажмите Отправить ошибку