Utrata energii dostarcza nowych informacji o ewolucji kwazarów

Międzynarodowy zespół astrofizyków zaobserwował po raz pierwszy, że dżet emitowany przez kwazar jest słabszy na długich falach radiowych niż wcześniej przewidywano. Odkrycie to dostarcza nowych informacji o ewolucji dżetów kwazarowych. Do przeprowadzenia swoich obserwacji badacze użyli międzynarodowego teleskopu LOFAR (Low Frequency Array), który dostarczył wysokiej rozdzielczości zdjęć radiowych kwazaru 4C+19.44, znajdującego się około 5 miliardów lat świetlnych od Ziemi.

W centralnych regionach większości galaktyk znajdują się supermasywne czarne dziury o masie milionów mas Słońca. Rosną one przyciągając i pożerając otaczający je gaz i pył. Jeżeli pożerają materię szybko, opadająca na nie materia jasno świeci, a cały obiekt znany jest jako kwazar. Część tej opadającej materii nie wpada do czarnej dziury, a jest wyrzucana w przestrzeń kosmiczną w postaci tak zwanych dżetów, które przebijają się przez otaczającą ten region galaktykę i podążają w przestrzeń międzygalaktyczną na odległość milionów lat świetlnych. Owe dżety świecące jasno na falach radiowych, składają się z cząstek przyspieszonych do prędkości bliskich prędkości światła, aczkolwiek jak te cząstki uzyskują takie energie nieosiągalne na Ziemi jeszcze nie wiadomo.

Odkrycie dotyczące kwazaru 4C+19.44 daje nam nowe informacje o równowadze między energią w polu otaczającym kwazar a tą w samym dżecie. Odkrycie wskazuje, że zjawisko to jest skutkiem wewnętrznej właściwości źródła, a nie skutkiem absorpcji. Wskazuje to, że budżet energii dostępnej do przyspieszania cząstek raz równowaga między energią przechowywaną w cząstkach i w polu magnetycznym są niższe niż oczekiwano.

“To ważne odkrycie, które będzie wykorzystywane przez całe lata do poprawy symulacji dżetów. Po raz pierwszy obserwowaliśmy nową sygnaturę przyspieszania cząstek w mocy emitowanych przez dżety kwazara na długich falach radiowych – to nieoczekiwane zachowanie, które zmusza nas do zmiany naszej interpretacji ich ewolucji” mówi prof. Francesco Massaro z Uniwersytetu w Turynie. “Odkrywaliśmy już to zjawisko w innych obiektach kosmicznych, ale nigdy wcześniej nie obserwowaliśmy go w kwazarach”.

Międzynarodowy zespół astrofizyków obserwował dżet kwazaru 4C+19.44 na krótkich falach radiowych, w zakresie widzialnym i rentgenowskim. Dodanie do tego zestawu zdjęć z LOFAR pozwoliło astrofizykom na odkrycie. LOFAR jest pierwszym radioteleskopem działającym na długich falach radiowych, który tworzy wyraźne zdjęcia z rozdzielczością zbliżoną do rozdzielczości Kosmicznego Teleskopu Hubble’a.

“Mieliśmy możliwość przeprowadzenia tego eksperymentu dzięki najwyższej dotąd rozdzielczości zdjęć wykonanych za pomocą LOFAR na długich falach radiowych” mówi dr Adam Deller, astrofizyk z Uniwersytetu Technicznego w Swinburne, który zajmował się analizą danych z LOFAR.

Dr Raymond Oonk, astronom w ASTRON i na Uniwersytecie w Lejdzie oraz dr Javier Moldon, astronom na Uniwersytecie w Manchesterze, tłumaczą: “Opracowaliśmy nowe techniki kalibracji dla LOFAR, a to pozwoliło nam rozdzielić kompaktowe struktury radiowe w dżecie kwazara, tzw. węzły radiowe, i zmierzyć emitowane przez nie światło. Wynik był zupełnie nieoczekiwany i wymaga dalszych badań”.

Źródło: ASTRON