Астрономы объяснили «танцы» квазаров

Международная группа астрофизиков, в которую входят сотрудники МФТИ, установила, что квазары — далекие ядра галактик, активно излучающие благодаря деятельности сверхмассивных черных дыр в их центрах, — лишь кажутся очень подвижными. Понимание «подвижности» квазаров позволит эффективнее использовать их как «маяки» в спутниковых навигационных системах и для других целей.

Квазары представляют собой очень активно излучающие центры галактик, «вверх» и «вниз» от которых бьют струи плазмы, разогнанной до огромной (околосветовой) скорости. Саму сверхмассивную черную дыру, которая активно пожирает вещество и частично выбрасывает его в виде плазменных струй, астрономы видеть не могут. Однако наиболее «энергичные» фотоны все же покидают ядро такой галактики и могут достигнуть земных наблюдателей. В оптическом диапазоне можно различить и плазменную струю, и свечение вокруг ее источника. В радиодиапазоне от квазара видна только часть его «струй», направленная на нас.

Проще и точнее всего квазары наблюдать в радиодиапазоне — с помощью метода радиоинтерферометрии со сверхдлинными базами. Это своего рода симуляция одного гигантского радиотелескопа, которую можно получить, расставив далеко друг от друга два обычных радиотелескопа (именно так получается та самая сверхдлинная база). Иногда один из таких радиотелескопов может находиться даже в космосе (примером может служить недавно потерявший связь с Землей российский «Радиоастрон»). Однако интерпретировать результаты таких наблюдений сложно: для этого надо точно сводить в одно целое данные от разных инструментов.

Поэтому авторы новой работы разработали автоматическую процедуру, набор алгоритмов, анализирующих данные сразу от группы телескопов. Оказалось, что координаты видимого начала плазменной струи от квазара (то есть, по сути, границы самого квазара) не стоят на месте, а колеблются туда-сюда вдоль направления такой струи. Можно было бы подумать, что двигается сам источник, то есть квазар. Однако это очень сомнительно. Активное ядро галактики — это огромный объект, который не может просто так почти мгновенно менять свое положение в пространстве.

Астрофизики утверждают, что подобные колебания — это своего рода иллюзия, а их источники — ядра квазаров — никаких реальных смещений в пространстве не испытывают.

Ученые считают, что причиной «танцев» квазара становятся его струи, которые время от времени становятся ярче. Наблюдения показали, что кажущийся сдвиг ядра активной галактики происходит одновременно с такими вспышками. Это может указывать на то, что вспышки впрыскивают более плотную плазму в плазменную струю и тем самым создают иллюзию «подрагивания» квазара.

С помощью точных данных о наблюдаемых перемещениях квазаров астрономы смогут скорректировать астрометрические измерения — учесть их «колебания», а точнее, иллюзорную природу таких колебаний. Соответственно, у ученых появится возможность и скорректировать реальные координаты квазаров. Это, в свою очередь, позволят получить и более точные расстояния до далеких звезд, и более точные спутниковые навигационные системы, эффективность которых зависит от набора постоянных координат спутников и земных объектов. А их, в свою очередь, астрономы рассчитывают и с помощью данных о положении далеких квазаров.