Някои от най-ярките обекти във Вселената са квазари. Вместо черни дупки, консумиращи материя, може да има предмети с мощни магнитни полета, които действат като витла, въртящи материята обратно в галактиката.
В далечната, млада вселена, квазарите греят с блясък, ненадминат от нищо в местния космос. Въпреки че изглеждат звездноподобни в оптичните телескопи, квазарите всъщност са ярките центрове на галактики, разположени на милиарди светлинни години от Земята.
В момента кипящото ядро на квазара е изобразено като съдържащо диск с горещ газ, спирала в супермасивна черна дупка. Част от този газ се изхвърля насила в две противоположни струи с почти скоростта на светлината. Теоретиците се борят да разберат физиката на акреционния диск и струите, докато наблюдателите се борят да надникнат в сърцето на квазара. Централният „двигател“, който захранва самолетите, е трудно да се изследва телескопично, защото регионът е толкова компактен, а наблюдателите на Земята са толкова далеч.
Астрономът Руди Шилд от Центъра за астрофизика в Харвард-Смитсониан (CfA) и неговите колеги проучиха квазара, известен като Q0957 + 561, разположен на около 9 милиарда светлинни години от Земята в посока на съзвездието Майор Урса, близо до Големия капкомер. Този квазар притежава централен компактен обект, съдържащ толкова маса, колкото 3-4 милиарда слънца. Повечето биха считали този обект за „черна дупка“, но проучванията на Шилд предполагат друго.
„Не наричаме този обект черна дупка, защото открихме доказателства, че той съдържа вътрешно закотвено магнитно поле, което прониква точно през повърхността на срутения централен обект и взаимодейства с квазарната среда“, коментира Шилд.
Изследователите избраха Q0957 + 561 за свързването му с естествена космическа леща. Гравитацията на близката галактика огъва пространството, образувайки два образа на далечния квазар и увеличава светлината му. Звездите и планетите в близката галактика също влияят на светлината на квазара, причинявайки малки колебания в яркостта (в процес, наречен „микросенсиране“), когато те се впуснат в зрителната линия между Земята и квазара.
В продължение на 20 години Шилд наблюдава яркостта на квазара и ръководи международен консорциум от наблюдатели, опериращи 14 телескопа, за да поддържа обекта под постоянен денонощен часовник в критични моменти.
„С помощта на микроелементиране можем да различим по-подробно от тази така наречена„ черна дупка “две трети от пътя до ръба на видимата вселена, отколкото можем да я изберем от черната дупка в центъра на Млечния път“, казва Шилд.
Чрез внимателен анализ екипът изпробва подробности за ядрото на квазара. Например, техните изчисления определиха мястото, където се образуват струите.
„Как и къде се формират тези струи? Дори след 60 години радио наблюдения нямахме отговор. Сега доказателствата са налице и ние знаем - каза Шилд.
Шилд и неговите колеги откриха, че струите изглежда се появяват от два региона с размери 1000 астрономически единици (около 25 пъти по-големи от разстоянието Плутон-Слънце), разположени 8000 астрономически единици непосредствено над полюсите на централния компактен обект. (Астрономическата единица се определя като средното разстояние от Земята до Слънцето, или 93 милиона мили.) Въпреки това, това местоположение би се очаквало само ако струите се захранват от повторно свързване на линии на магнитно поле, които са закотвени към въртящия се свръхмасивен компактен обект в рамките на квазара. Взаимодействайки с заобикалящия диск, тези въртящи се линии на магнитното поле се разплитат, навиват се по-плътно и по-плътно, докато те експлозивно се обединят, свържат отново и се счупят, освобождавайки огромни количества енергия, които захранват струите.
„Този квазар изглежда динамично доминиран от магнитно поле, вътрешно закотвено към централния му въртящ се свръхмасивен компактен обект“, заяви Шилд.
Допълнителни доказателства за важността на вътрешно закотвеното магнитно поле на квазара са открити в околните структури. Например, вътрешната област, най-близка до квазара, изглежда е почистена от материал. Вътрешният ръб на диска за аккреция, разположен на около 2000 астрономически единици от централния компактен обект, се нагрява до нажежаване и светва ярко. И двата ефекта са физическите сигнали на въртеливо, вътрешно магнитно поле, което се дърпа наоколо при въртенето на централния компактен обект - явление, наречено „ефект на магнитния витло“.
Наблюденията също предполагат наличието на широк конусообразен отток от акредиращия диск. Там, където е осветен от централния квазар, той свети в пръстеновидни очертания, известни като Елвисова структура след колегата на Cild на Шилд, Мартин Елвис, който теоретизира съществуването си. Учудващо големият ъглов отвор на оттока, който се наблюдава, се обяснява най-добре с влиянието на вътрешно магнитно поле, съдържащо се в централния компактен обект в този квазар.
В светлината на тези наблюдения Шилд и неговите колеги, Дарил Лейтер (Марвудски астрофизически изследователски център) и Стенли Робъртсън (Югозападен държавен университет в Оклахома) предложиха противоречива теория, че магнитното поле е присъщо на централния супермасивен компактен обект на квазара, а не отколкото само да бъде част от диска за аккреция, както смятат повечето изследователи. Ако бъде потвърдена, тази теория би довела до нова революционна картина на квазаровата структура.
„Нашето откриване предизвиква възприетия възглед на черните дупки“, каза Лайтер. „Ние дори предложихме ново име за тях - магнитосферични вечно срутващи се обекти, или MECOs“, вариант на името, създадено първо от индийския астрофизик Абхас Митра през 1998 г. „Астрофизиците отпреди 50 години не са имали достъп до съвременното разбиране на квантовата електродинамика, която стои зад новите ни решения на оригиналните уравнения на относителността на Айнщайн. "
Това изследване предполага, че в допълнение към своята маса и въртене, централният компактен обект на квазара може да има физически свойства по-скоро като силно червено изместен, въртящ се магнитен дипол, отколкото като черна дупка. Поради тази причина повечето приближаващи материи не изчезват завинаги, а вместо това усеща моторните въртящи се магнитни полета и се върти обратно. Според тази теория, MECO няма хоризонт на събитията, така че всяка материя, която е в състояние да получи чрез магнитния витъл, постепенно се забавя и спира на силно червената повърхност на MECO, като само слаб сигнал свързва излъчването от тази материя до далечен наблюдател. Този сигнал е много труден за наблюдение и не е открит от Q0957 + 561.
Това изследване е публикувано в броя от юли 2006 г. на Astronomical Journal и е достъпно онлайн на адрес http://arxiv.org/abs/astro-ph/0505518.
Със седалище в Кеймбридж, Масачузетс, Харвардско-Смитсоновски център за астрофизика (CfA) е съвместно сътрудничество между Смитсоновската астрофизична обсерватория и обсерваторията на Харвардския колеж. Учените от CfA, организирани в шест изследователски отдела, изучават произхода, еволюцията и крайната съдба на Вселената.
Оригинален източник: CfA News Release
