Lisäponnistuksella kuvantaa heikko, jättimäinen korkkiruuvi, jota jäljittelevät nopeista protoneista ja elektronista, jotka ampuivat salaperäisestä mikrokvasaarista, joka maksoi takaisin astrofysiikan parille, joka sai uusia näkemyksiä pedon sisäisestä toiminnasta ja ratkaisi myös pitkäaikaisen riidan esineen etäisyydestä.
Astrofysiikot käyttivät Kansallisen tiedesäätiön erittäin suuren ryhmän (VLA) radioteleskooppia kaapatakseen mikroskvasarista SS 433 nousevien plasmasuihkujen silmiinpistävimmät yksityiskohdat, esineen, jota kerran kutsuttiin "vuosisadan arvoitukseksi". Seurauksena on, että he ovat muuttaneet tutkijoiden ymmärrystä suihkukoneista ja ratkaisseet kiistanalaisuuden etäisyydelle "kaiken kohtuullisen epäilyksen ulkopuolella", he sanoivat.
SS 433 on neutronitähti tai musta reikä, jonka kiertää ”normaali” seuratähti. Neutronitähden tai mustan aukon voimakas painovoima vetää materiaalia seuralaisensa tähtituulista materiaalin lisäyslevyyn, joka kiertää tiukasti tiheää keskiesinettä ennen kuin se vedetään siihen. Tämä levy ajaa nopeiden protonien ja elektronien suihkut ulospäin napoistaan noin neljänneksen valon nopeudesta. SS 433: n levy heiluu kuin lapsen kärki, jolloin sen suihkut jäljittävät korkkiruuvin taivaalla 162 päivän välein.
Uusi VLA-tutkimus osoittaa, että poistettujen hiukkasten nopeus vaihtelee ajan myötä, toisin kuin perinteisessä mallissa SS 433.
"Huomasimme, että todellinen nopeus vaihtelee 24 prosentista 28 prosenttiin valonopeudesta, toisin kuin pysyvyydessä", kertoi Katherine Blundell, Oxfordin yliopisto, Iso-Britannia. "Hämmästyttävää, että molempiin suuntiin kulkevat suihkukoneet muuttavat nopeuttaan samanaikaisesti tuottaen samanlaisia nopeuksia kumpaankin suuntaan milloin tahansa", Blundell lisäsi. Blundell työskenteli Michael Bowlerin kanssa, myös Oxfordista. Astrophysical Journal Letters on hyväksynyt tutkijoiden havainnot.
Uudessa VLA-kuvassa on suihkujen korkkiruuvin kaksi täyttä kierrosta ytimen molemmilla puolilla. Kuvan analysointi osoitti, että jos materiaali tulisi ytimestä vakionopeudella, suihkupolut eivät vastaa tarkasti kuvan yksityiskohtia.
"Simuloimalla ulostyöntöjä vaihtelevalla nopeudella pystyimme tuottamaan tarkan vastaavuuden havaittuun rakenteeseen", Blundell selitti. Tutkijat ottivat ensin ottelun yhteen suihkukoneisiin. "Olimme sitten järkyttyneitä näkemään, että vaihtelevat nopeudet, jotka vastasivat yhden suihkun rakennetta, toivat myös tarkalleen toisen suihkun polun", Blundell kertoi. Kahden suihkun nopeuksien sovittaminen toisti havaitun rakenteen jopa ottaen huomioon sen tosiasian, että koska yksi suihku siirtyy lähempänä meitä kuin toinen, kestää kauan kauemmin päästäkseen meille siitä, hän lisäsi.
Astrofysiikot spekuloivat, että poistumisnopeuden muutokset voivat johtua muutoksista nopeudella, jolla materiaali siirtyy seurantäheltä lisäyslevylle.
Yksityiskohtainen uusi VLA-kuva antoi astrofysiikan tutkijoille mahdollisuuden todeta, että SS 433 on lähes 18 000 valovuoden päässä maasta. Aikaisemmissa arvioissa kohde oli Aquilan tähdistössä peräti 10 000 valovuotta. Tarkka etäisyys, tutkijoiden mukaan, antaa heille nyt mahdollisuuden selvittää paremmin supernoova-räjähdyksessä räjähtäneen roskan kuoren ikä, joka aiheutti tiheän, kompaktion esineen mikrokvasaariin. Etäisyyden tarkka tietäminen antaa heille myös mahdollisuuden mitata mikrokvasaarikomponenttien todellisen kirkkauden, ja tämä, heidän mukaansa, parantaa heidän ymmärrystään järjestelmän fysikaalisista prosesseista.
Läpimurtokuva tehtiin käyttämällä 10 tunnin tarkkailuaikaa VLA: n kanssa konfiguraatiossa, joka maksimoi VLA: n kyvyn nähdä hienoja yksityiskohtia. Se edustaa SS 433: n pisinä "aikavalotuksena" radioaallonpituuksilla ja näyttää siten heikoimmat yksityiskohdat. Se on myös paras sellainen kuva, joka nykyisen tekniikan avulla voidaan tehdä. Koska SS 433: n suihkukoneet liikkuvat, niiden kuva "pestään" pidempään havaintoon. Jotta heikommat yksityiskohdat näkyisivät suihkukoneissa, astrofysiikan tutkijoiden on odotettava laajennetun VLA: n suurempaa herkkyyttä, joka on tarkoitus saada käyttöön muutamassa vuodessa.
SS 433 oli ensimmäinen esimerkki siitä, mitä nykyään kutsutaan mikrokvaareiksi, binaarisiksi järjestelmiksi, joissa on joko neutronitähti tai musta aukko, jonka kiertää toinen tähti ja jotka säteilevät materiaalisuihkuja suurilla nopeuksilla. Oudot tähtijärjestelmät saivat runsaasti tiedotusvälineitä 1970-luvun lopulla ja 1980-luvun alkupuolella. Vuoden 1981 Sky & Telescope -artikkeli oli otsikolla ”SS 433 - vuosisadan arvoitus”.
Koska oman Linnunradan galaksissamme olevien mikrokvaarien ajatellaan tuottavan nopeita materiaalisuihkujaan prosesseilla, jotka ovat samanlaisia kuin prosessien, jotka tuottavat suihkukoneita galaksien ytimistä, lähellä olevat mikrokvasaarit toimivat kätevänä ”laboratoriona” suihkujen fysiikan tutkimiseen. Mikrokvaarit ovat lähempänä ja muuttuvat nopeammin kuin suuremmat serkkunsa.
Katherine Blundell on yliopistotutkija, jota rahoittaa Ison-Britannian kuninkaallinen yhdistys.
National Radio Astronomy Observatory on National Science Foundationin laitos, jota hallinnoi Associated Universities, Inc. yhteistyösopimuksella.
Alkuperäinen lähde: NRAO-lehdistötiedote
