VLBA-kuva kvaasarista 3C 273 pitkällä suihkullaan. Kuvaluotto: NRAO. Klikkaa suurentaaksesi.
Kun pari tutkijaa suunnitteli Kansallisen tiedesäätiön erittäin pitkän lähtötason ryhmän (VLBA) radioteleskoopin kohti kuuluisaa kvartaaria, he etsivät todisteita suositun teorian tukemiseksi siitä, miksi kvasaareista virtaavien supernopeiden suihkukoneiden rajoitukset ovat kapeita. Sen sijaan he saivat yllätyksen, jonka mukaan yksi tähtitieteilijöistä voi lähettää teoreetikot takaisin piirustuslaudoille.
"Löysimme etsimämme todisteet, mutta löysimme myös ylimääräisiä todisteita, jotka näyttävät olevan ristiriidassa niiden kanssa", kertoi Yhdysvaltain merivoimien seurantakeskuksen Arizonassa sijaitsevan Yhdysvaltain merivoimien observatorion Flagstaffin tähtitieteilijä Robert Zavala. Kansallisen radioastronomian observatorion ja Kavlin hiukkasastrofysiikan ja kosmologian instituutin Zavala ja Greg Taylor esittelivät havaintonsa Amerikan tähtitieteellisen seuran kokoukselle Minneapolisissa, Minnesotassa.
Kvasaarien ajatellaan yleensä olevan supermassiivisia mustia reikiä galaksien ytimissä, kun materiaalin kehruukiekkoa ympäröivä musta reikä on vedetty vääjäämättä mustan aukon gravitaatiohaaraan. Prosessien kautta, joita ei vieläkään ymmärretä hyvin, voimakkaat hiukkassuihkut ajavat ulospäin lähes valon nopeudella. Suosittu teoreettinen malli kertoo, että kehruukiekon magneettikentän linjat on kierretty tiukasti yhteen ja rajoittavat nopeasti liikkuvat hiukkaset kapeisiin “suihkukoneisiin”, jotka virtaavat levyn napoista.
Vuonna 1993 Stanfordin yliopiston ja Kavli-instituutin astrofysiikka Roger Blandford ehdotti, että tällainen vääntynyt magneettikenttä tuottaisi selkeän kuvion suihkusta tulevien radioaaltojen kohdistuksessa tai polarisaatiossa. Zavala ja Taylor käyttivät VLBA: ta, joka pystyy tuottamaan yksityiskohtaisimpia kuvia kaikista tähtitieteen teleskoopeista, etsien todisteita Blandfordin ennustetusta kuviosta tunnetussa kvaasarissa nimeltään 3C 273.
”Näimme tarkalleen, mitä Blandford ennusti, tukeen ajatusta kierretystä magneettikentästä. Näimme kuitenkin myös toisen mallin, jota sellainen kenttä ei selitä ”, Zavala kertoi.
Teknisessä mielessä kierretyn magneettikentän tulisi aiheuttaa tasainen muutos tai gradientti määrässä, jolla radioaaltojen kohdistusta (polarisaatiota) pyöritetään nähden suihkun leveydelle. Tämä kaltevuus näkyi VLBA: n havainnoissa. Kierteitetyn magneettikentän ollessa samalla tavoin kohdistettujen tai polarisoituneiden aaltojen prosenttimäärän tulisi olla suurin suihkun keskellä ja laskea tasaisesti kohti reunoja. Sen sijaan havainnot osoittivat polarisaation prosenttiosuuden kasvavan kohti reunoja.
Tämä tarkoittaa, että tähtitieteilijät sanovat, että kierretyssä magneettikentässä on jotain vikaa tai sen vaikutukset pestään suihkun ja tähtienvälisen väliaineen välisellä vuorovaikutuksella, jonka läpi se porataan. "Joka tapauksessa teoreetikkojen on päästävä töihin selvittääkseen, miten tämä voi tapahtua", Zavala sanoi.
Saatuaan ilmoituksen uusista tuloksista, Blandford sanoi, "nämä havainnot ovat riittävän hyviä takaamaan teorian jatkokehityksen."
3C 273 on yksi tähtitieteen kuuluisimpia kvartaareja, ja se tunnettiin ensimmäisenä erittäin kaukaisena esineenä vuonna 1963. Caltech-tähtitieteilijä Maarten Schmidt työskenteli lyhyen tieteellisen artikkelin parissa 3C273 5. helmikuuta iltapäivällä, kun hän yhtäkkiä tunnisti kuvion esineen näkyvän valon spektrissä, joka mahdollisti välittömän laskennan sen etäisyydestä. Myöhemmin hän kirjoitti, että ”järkytin tätä kehitystä…” Hän sanoi, että muutama minuutti myöhemmin hän tapasi kollegansa Jesse Greensteinin, joka opiskeli toista kvasaria, käytävällä. Muutamassa minuutissa he havaitsivat, että toinenkin oli melko kaukana. 3C 273 on noin kahden miljardin valovuoden päässä maapallosta Neitsyt-tähdistössä, ja se on näkyvissä keskikokoisissa amatööri teleskoopeissa.
VLBA on kymmenestä radioteleskooppiantennista koostuva järjestelmä, joista kullakin on läpimitta 25 metriä (82 jalkaa) ja paino 240 tonnia. Mauna Keasta Havaijin suurella saarella St. Croixiin Yhdysvaltain Neitsytsaarella VLBA ulottuu yli 5000 mailia tarjoamalla tähtitieteilijöille terävimmän kuvan kaikista teleskoopeista maapallolla tai avaruudessa. VLBA: lle omistautuneena VLBA: lla on kyky nähdä hienoja yksityiskohtia kuin seistä New Yorkissa ja lukea sanomalehteä Los Angelesissa.
"VLBA: n erittäin terävä radio" visio "oli ehdottoman välttämätön tämän työn tekemiseksi", Zavala selitti. "Käytimme korkeimpia radiotaajuuksia, joilla pystyimme havaitsemaan 3C273: n suihkun maksimoidaksemme yksityiskohdat, jotka voimme saada, ja tämä työ kannatti paljon tieteellä", hän lisäsi.
National Radio Astronomy Observatory on National Science Foundationin laitos, jota hallinnoi Associated Universities, Inc. yhteistyösopimuksella.
Alkuperäinen lähde: NRAO-lehdistötiedote
