Полагането на допълнителни усилия да се изобрази слаб, гигантски тирбушон, проследен от бързи протони и електрони, изстреляни от мистериозен микроквазар, се отплати за двойка астрофизици, които придобиха нова представа за вътрешната работа на звяра и също разрешиха дългогодишен спор за разстоянието на обекта.
Астрофизиците използваха радиотелескопа (VLA) на Националната научна фондация за много големи масиви (VLA), за да заснемат най-малките детайли, които все още се виждат в плазмените струи, излизащи от микроквазара SS 433, обект, наречен някога „енигмата на века“. В резултат на това те промениха разбирането на учените за струите и разрешиха противоречията за нейното разстояние „извън всякакво разумно съмнение“, казаха те.
SS 433 е неутронна звезда или черна дупка в орбита от "нормална" придружителна звезда. Мощната гравитация на неутронната звезда или черна дупка изтегля материал от звездния вятър на спътника си в акреционен диск от материал, плътно обикалящ плътния централен предмет, преди да бъде изтеглен върху него. Този диск задвижва струи от бързи протони и електрони навън от полюсите си с около една четвърт от скоростта на светлината. Дискът в SS 433 се размахва като върха на детето, което кара струите му да проследят тирбушон в небето на всеки 162 дни.
Новото проучване на VLA показва, че скоростта на изхвърлените частици варира във времето, противно на традиционния модел за SS 433.
„Установихме, че действителната скорост варира между 24 процента до 28 процента от светлинната скорост, за разлика от постоянната константа“, казва Катрин Блондел от университета в Оксфорд в Обединеното кралство. „Удивително е, че струите, движещи се в двете посоки, променят скоростите си едновременно, произвеждайки идентични скорости и в двете посоки във всеки даден момент“, добави Блондел. Блондел работи с Майкъл Боулър, също от Оксфорд. Откритията на учените са приети от писма на Astrophysical Journal.
Новото изображение на VLA показва два пълни оборота на тапата на джета от двете страни на сърцевината. Анализът на изображението показа, че ако материалът идва от ядрото с постоянна скорост, струйните пътеки няма да съвпадат точно с детайлите на изображението.
„Симулирайки изхвърлянията с различна скорост, успяхме да произведем точно съвпадение с наблюдаваната структура“, обясни Блондел. Учените първо направиха съвпадение с един от самолетите. „Тогава бяхме зашеметени, когато видяхме, че различната скорост, която съответства на структурата на една струя, също точно възпроизвежда пътя на другия самолет“, каза Блондел. Съпоставянето на скоростите в двата самолета възпроизведе наблюдаваната структура, като дори позволи на факта, че тъй като едната струя се отдалечава по-близо от нас, отколкото на другата, е необходимо светлината да достигне до нас от нея, добави тя.
Астрофизиците спекулират, че промените в скоростта на изтласкване могат да бъдат причинени от промени в скоростта, с която материалът се прехвърля от придружителната звезда върху акредиращия диск.
Подробният нов VLA образ също позволи на астрофизиците да определят, че SS 433 е на близо 18 000 светлинни години от Земята. По-ранните оценки са имали обекта в съзвездието Акила близо 10 000 светлинни години. Точното разстояние, казаха учените, сега им позволява да определят по-добре възрастта на обвивката от отломки, издухани от експлозията на свръхнова, която създаде плътния компактен обект в микроквазара. Познаването на разстоянието също им позволява да измерват действителната яркост на компонентите на микроквазара и това, казаха те, подобрява разбирането им за физическите процеси при работа в системата.
Пробивният образ е направен с помощта на 10 часа наблюдение на времето с VLA в конфигурация, която увеличава максимално способността на VLA да вижда фини детайли. Той представлява най-дългата „експозиция във времето“ на SS 433 при дължини на вълните и по този начин показва най-малките детайли. Той също така представлява най-доброто подобно изображение, което може да се направи с настоящите технологии. Тъй като струите в SS 433 се движат, изображението им ще бъде „намазано“ при по-продължително наблюдение. За да видят още по-бледи детайли в струите, астрофизиците трябва да очакват по-голямата чувствителност на разширената VLA, която ще стане достъпна след няколко години.
SS 433 беше първият пример за това, което сега се наричат микроквазари, бинарни системи с неутронна звезда или черна дупка, орбитирани от друга звезда, и излъчващи струи материал с висока скорост. Странната звездна система получи богато медийно отразяване в края на 70-те и началото на 80-те години. Статия от 1981 г. за Sky & Telescope е озаглавена „SS 433 - Enigma of the Century.“
Тъй като се смята, че микроквазарите в нашата собствена галактика Млечен път произвеждат своите високоскоростни струи материал чрез процеси, подобни на тези, които произвеждат струи от сърцевините на галактиките, близките микроквазари служат като удобна „лаборатория” за изучаване на физиката на струите. Микроквазарите са по-близо и показват промени по-бързо от по-големите си братовчеди.
Катрин Блундъл е научен сътрудник, финансиран от Кралското общество на Обединеното кралство.
Националната радиоастрономическа обсерватория е съоръжение на Националната научна фондация, управлявано по споразумение за сътрудничество от Associated Universities, Inc.
Оригинален източник: NRAO News Release
