Коллектив ученых из России и Греции показал, как определить происхождение и природу света от квазаров по его поляризации. Предложенный способ аналогичен 3D-очкам, которые используются в кинотеатрах: в них каждый глаз видит свет только одной поляризации, например, горизонтальной или вертикальной, за счет чего и получается объемный эффект. Астрофизики же увидели различие в поляризации составных частей квазара — дисков и джетов — и таким образом смогли разделить их излучение. Результаты опубликованы в Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. РАбота выполнена при поддержке Российского научного фонда.
Активные ядра галактик, называемые еще квазарами, — это массивные «черные дыры» с вращающимся вокруг них веществом. Из этих «черных дыр» в двух противоположных направлениях вырываются струи плазмы — джеты.
Изображение активных ядер галактик (они же квазары). Видно вращающееся вокруг «черной дыры» вещество — аккреционный диск — и вырывающиеся струи плазмы — джеты
Вокруг массивной «черной дыры» всегда есть какое-то вещество. Это вещество вокруг нее вращается и потихоньку падает. То есть образуется аккреционный диск, который излучает свет. Этот свет можно наблюдать с помощью телескопа. При этом часть вещества, приближающаяся к «черной дыре», на нее не падает. Она ускоряется до громадных скоростей и вырывается по оси вращения в виде двух симметричных горячих струй, называемых «джетами». Если за квазарами наблюдать, то, в основном, видно излучение от джетов, аккреционных дисков, а также звезд, пыли и газа в галактике-хозяйке квазара.
Ядра галактик изучаются с помощью различных телескопов. Ранее было известно, что от разных частей этих объектов приходит свет разной поляризации — оптической упорядоченности. Обычные оптические телескопы, которых большинство, видят ядра галактик как точки, так как эти объекты находятся очень далеко. С их помощью не определить, от какой части квазара пришел свет и куда направлен джет, если свет получен от него. Они могут только измерять поляризацию получаемого излучения, которая, как было показано, содержит косвенную информацию о происхождении света.
Радиотелескопы имеют существенно большее разрешение и дают картинку, по которой мы видим, в какую сторону направлена струя. Однако они совсем не видят свет от самых интересных центральных областей, включая аккреционный диск. Поэтому ученым пришлось комбинировать сильные стороны различных телескопов, чтобы детально «разглядеть» квазары.
Юрий Ковалев, руководитель лаборатории фундаментальных и прикладных исследований релятивистских объектов Вселенной МФТИ, прокомментировал: «Сам факт того, что излучение джета поляризовано, был известен. Мы объединили данные от двух видов телескопов: радио- и оптических; и показали, что поляризация направлена именно вдольджета. Из этого следует, что горячая плазма двигается в магнитном поле, закрученном, как пружина».
Но это далеко не все.
«Оказалось, что, измеряя поляризацию полученного телескопом света, можно понять, какая его часть пришла от джета, и выяснить направление струи. Эффект похож на взгляд сквозь 3D-очки, которые позволяют глазам видеть разные картинки. Другими способами оптический телескоп такую информацию о диске и джете не дает», — сказал Александр Плавин, научный сотрудник лаборатории.
Полученные учеными результаты важны для построения моделей и изучения черных дыр, дисков вокруг них, а также механизма ускорения частиц до скорости света в их непосредственной близости.
1
