Міжнародна команда астрономів описала найпереконливішого на сьогодні кандидата в так звані мікроблазари — клас об’єктів, існування яких давно передбачали теоретики, але досі не вдавалося надійно зафіксувати. Про відкриття повідомляє видання Live Science.
Спостереження за мікроблазарами дозволяють наблизитися до розуміння того, як чорні діри викидають потужні струмені енергії, і загалом краще пояснити поведінку цих екстремальних космічних об’єктів.
Що таке блазари, квазари і мікроблазари
Блазари належать до найенергійніших об’єктів у Всесвіті. Це різновид квазарів — яскравих джерел випромінювання, у центрі яких міститься надмасивна чорна діра. Вона відбирає речовину у своєї галактики-господаря, а частину цієї матерії викидає у вигляді двох протилежно спрямованих релятивістських джетів — струменів частинок і випромінювання, що рухаються майже зі швидкістю світла.
Щоб об’єкт класифікували саме як блазар, один із таких джетів має бути спрямований практично точно на Землю. Раніше астрономи вже виявляли менші аналоги квазарів — мікроквазари, і логічно припускали, що мають існувати й «зменшені копії» блазарів — мікроблазари.
Тепер команда дослідників зі Іспанії, Нідерландів та Аргентини описала кандидат у мікроблазари в роботі, прийнятій до публікації в журналі Astronomy and Astrophysics. Перший автор, Хосеп Марті (Josep Martí) з Університету Хаена, зазначив, що це «вперше ми маємо серйозного кандидата» на такий об’єкт.
Об’єкт IRAS у нашій галактиці
Новий кандидат, позначений як IRAS 18293−0941, розташований у Чумацькому Шляху приблизно за 12 000 світлових років від Землі та прихований завісою космічного пилу. Це подвійна система: чорна діра обертається навколо гарячої гігантської зорі, здійснюючи повний оберт приблизно за 11 діб.
Речовина з поверхні зорі перетікає до чорної діри, формуючи акреційний потік. Частина цього матеріалу викидається в навколишній простір у двох протилежних джетах. Один із джетів спрямований у бік Землі, що й робить систему перспективним кандидатом у мікроблазари.
Такі об’єкти, як і мікроквазари загалом, складно спостерігати. За словами Марті, через особливості еволюції зір мікроквазарна і, відповідно, мікроблазарна фаза триває дуже недовго. Потрібно «упіймати» систему саме в цей короткий етап, що сильно ускладнює пошук.
Ознаки мікроблазара та незвична відсутність змін блиску
Теоретики передбачали, що мікроблазари мають кілька характерних рис. Серед них — потужне випромінювання по всьому електромагнітному спектру, швидкі зміни яскравості, а також «гаряча пляма» позаду системи, де протилежно спрямований джет нагріває міжзоряне середовище на боці, протилежному напрямку до Землі.
Щоб дослідити IRAS 18293−0941, команда використала низку інструментів: зокрема телескопи обсерваторії Калар-Альто в Іспанії, мережу радіоінтерферометрів European VLBI Network та масив радіотелескопів MeerKAT у Південній Африці. До аналізу також залучили архівні дані Very Large Array у Нью-Мексико.
Астрономи виявили, що IRAS демонструє всі очікувані риси мікроблазара, окрім однієї — швидкої змінності. Для мікроблазарів характерні різкі зміни яскравості в короткі проміжки часу: оскільки джет спрямований на Землю, навіть невеликі коливання підсилюються завдяки ефекту Допплерівського підсилення (Doppler boosting).
Марті пояснює відсутність швидкої змінності тим, що систему може оточувати щільна хмара газу. Вона «згладжує» швидкі коливання блиску, роблячи зміни менш помітними для спостерігачів.
Наразі дослідники перевіряють, чи є спостережувана ділянка позаду об’єкта справжньою гарячою плямою, де протилежний джет нагріває міжзоряне середовище. Про це розповів співавтор роботи Педро Лукке-Ескамілла (Pedro Luque-Escamilla) з Університету Хаена.
Мікроблазар як потенційне джерело ультраенергійних частинок
Попри відсутність однієї з очікуваних ознак, IRAS 18293−0941 залишається дуже переконливим кандидатом у перший відомий мікроблазар. Зовнішні експерти, які не брали участі у дослідженні, позитивно оцінили роботу. Теоретичний астрофізик Кінва Ву (Kinwah Wu) з Університетського коледжу Лондона вважає висновки авторів обґрунтованими і без прихованих сумнівних припущень.
За його словами, джерело демонструє сліди взаємодії джетів з навколишньою матерією, що природно веде до інтенсивних взаємодій частинок. Це узгоджується з ідеєю, що мікроблазари можуть розганяти частинки до надвисоких енергій.
Светлана Йорстад (Svetlana Jorstad) з Інституту астрофізичних досліджень Бостонського університету назвала дослідження дуже цікавим, важливим і всеосяжним. Астроном Ітумеленг Монагенг (Itumeleng Monageng) з Університету Кейптауна додав, що спостереження команди вказують на раніше недооцінений механізм генерації деяких із найенергійніших відомих космічних випромінювань.
На думку Монагенга, мікроблазари можуть «живити» частину найпотужніших процесів у Всесвіті. Якщо статус IRAS 18293−0941 як мікроблазара буде підтверджено, це відкриє нове вікно для вивчення того, як чорні діри прискорюють частинки до екстремальних енергій і формують космічні джети.