VLBA slika kvazara 3C 273 sa svojim dugačkim mlazom. Kreditna slika: NRAO. Klikni za veću sliku
Kad je par istraživača usmjerio radio teleskop Nacionalne zaklade za znanost vrlo dugački osnovni niz (VLBA) prema poznatom kvazaru, tražili su dokaze koji bi podržali popularnu teoriju zašto su brzi mlazovi čestica koje struju iz kvazara ograničeni na uske struje. Umjesto toga, dobili su iznenađenje da "mogu poslati teoretičare na ploče za crtanje", rekao je jedan od astronoma.
"Pronašli smo dokaze koje smo tražili, ali smo također pronašli dodatni dokaz koji nam se čini u suprotnosti", rekao je Robert Zavala, astronom sa Stanice američke mornaričke opservatorije, zastava u Arizoni, Arizona. Zavala i Greg Taylor iz Nacionalnog opservatorija za radio astronomiju i Kavli instituta za astrofiziku i kozmologiju čestica, iznijeli su svoja otkrića na sastanku Američkog astronomskog društva u Minneapolisu u Minnesoti.
Smatra se da su kvazari supermasivne crne rupe na jezgrama galaksija, crna rupa okružena vrtećim se diskom materijala koji se neumoljivo uvlači u gravitacijsku mavu crne rupe. Kroz procese koji se još uvijek slabo razumiju, snažni se mlazovi čestica tjeraju prema van brzinom gotovo brzinom svjetlosti. Popularni teorijski model kaže da su linije magnetskog polja u predionom disku čvrsto spletene i ograničavaju čestice koje se brzo kreću u uske „mlazeve“ koji struju sa polova diska.
Godine 1993. astrofizičar Roger Blandford sa Sveučilišta Stanford i Instituta Kavli sugerirao je da bi takvo iskrivljeno magnetsko polje stvorilo poseban uzorak u poravnavanju ili polarizaciji radio valova koji dolaze iz mlaznica. Zavala i Taylor koristili su VLBA, sposobnu da proizvedu najsloženije slike bilo kojeg teleskopa u astronomiji, kako bi tražili dokaze o Blandfordovom predviđenom uzorku u poznatom kvazaru zvanom 3C 273.
„Vidjeli smo točno ono što je Blandford predvidio podržavajući ideju uvijenog magnetskog polja. Međutim, vidjeli smo i drugi obrazac koji se ne objašnjava takvim poljem “, rekla je Zavala.
Tehnički gledano, iskrivljeno magnetsko polje trebalo bi uzrokovati stalnu promjenu ili gradijent u količini kojom se rotira poravnanje (polarizacija) radio valova dok se gleda cijelom širinom mlaza. Taj gradijent se pokazao u opažanjima VLBA-e. Međutim, s iskrivljenim magnetskim poljem, postotak valova koji su na isti način poredani ili polarizirani trebao bi biti najveći u središtu mlaza i stalno se smanjivati prema rubovima. Umjesto toga, opažanja su pokazala da postotak polarizacije raste prema rubovima.
To znači, kažu astronomi, da nešto nije u redu s modelom iskrivljenog magnetskog polja ili su njegovi učinci isprani interakcijama između mlaznice i međuzvjezdanog medija kroz koje se buši. "Bilo kako bilo, teoretičari moraju doći do posla kako bi shvatili kako se to može dogoditi", rekla je Zavala.
Kada je obaviješten o novim rezultatima, Blandford je rekao, "ova su zapažanja dovoljno dobra da opravdavaju daljnji razvoj teorije."
3C 273 jedan je od najpoznatijih kvazara u astronomiji, a prvi je put prepoznat kao vrlo udaljeni objekt 1963. Caltech astronom Maarten Schmidt radio je na kratkom znanstvenom članku o 3C273 popodne 5. veljače iste godine kada je iznenada prepoznao uzorak u spektru vidljivog svjetla objekta koji je omogućio trenutni izračun njegove udaljenosti. Kasnije je napisao da je "bio sam zapanjen tim razvojem ..." Samo nekoliko minuta kasnije, kako je rekao, u hodniku je sreo svog kolegu Jessea Greensteina, koji je proučavao drugi kvazar. Za samo nekoliko minuta otkrili su da je i druga bila prilično daleka. 3C 273 udaljen je oko dvije milijarde svjetlosnih godina od Zemlje u zviježđu Djevica, a vidljiv je u amaterskim teleskopima umjerenih veličina.
VLBA je sustav od deset radio-teleskopskih antena, svaka s tanjurom promjera 25 metara i težinom od 240 tona. Od Mauna Kea na Velikom otoku Havaja do Svetog Croixa na američkim Djevičanskim otocima, VLBA se proteže više od 5000 milja, pružajući astronomima najoštriji vid bilo kojeg teleskopa na Zemlji ili u svemiru. Posvećena 1993., VLBA ima mogućnost vidjeti sitne detalje jednake postojanju u New Yorku i čitati novine u Los Angelesu.
"Izuzetno oštra radijska" vizija "VLBA bila je apsolutno neophodna za obavljanje ovog posla", objasnio je Zavala. "Koristili smo najviše radio frekvencije na kojima smo mogli detektirati mlaz 3C273 kako bismo maksimizirali detalje koje bismo mogli dobiti, a ovaj se trud isplatio s velikom naukom", dodao je.
Nacionalna opservatorija za radio astronomiju je objekt Nacionalne zaklade za znanost, a djeluje prema ugovoru suradnje udruženih sveučilišta, Inc.
Izvorni izvor: NRAO News Release
