Отримано портрет найголовнішою лацертиди в гамма-променях • Сергій Попов • Новини науки на "Елементи" • Астрономічна наукова картинка дня

Отримано портрет найголовнішою лацертиди в гамма-променях

Зображення околиць BL Ящірки (джерело випромінювання відзначений хрестиком) в жорстких гамма-променях (з обговорюваної статті J. Albert et al., Astro-ph / 0703084)

За допомогою наземного гамма-телескопа MAGIC вперше вдалося побачити в жорсткому гамма-діапазоні відоме активне галактичне ядро ​​- BL Ящірки (BL Lac). Багато з об'єктів такого типу, названих в честь джерела-прототипу лацертиди, вже були відкриті в жорсткому гамма-діапазоні (на енергіях порядку ТеВ). Тепер нарешті настала черга самої BL Lac.

Найбільш запеклі процеси в космосі часто призводять до генерації гамма-променів. Для їх вивчення розроблені різні типи приладів: якісь запускають на супутниках (оскільки гамма-промені не проходять крізь земну атмосферу), якісь встановлюють на землі (в цьому випадку телескоп спостерігає в оптичному діапазоні спалахи, що виникають при попаданні потужного гамма-кванта в атмосферу). Якщо до недавнього часу наземний гамма-телескоп H.E.S.S. беззастережно лідирував, регулярно постачаючи найцікавіші відкриття (я щиро вважаю, що творці проекту є потенційними номінантами на Нобеля, а так само і на майбутню премію Кавлі), то вступив недавно в лад телескоп MAGIC став для H.E.S.S.тепер дуже серйозним конкурентом. Дана новина – прекрасна ілюстрація.

Основними внегалактическими гамма-джерелами є активні ядра галактик. У цих об'єктах відбувається аккреция речовини на сверхмассивную чорну діру. Зазвичай такий процес призводить до появи двох струменів речовини, що б'ють в протилежні сторони, перпендикулярно аккреционного диску. (Про деякі типах гамма-джерел можна почитати тут). Серед різних типів активних ядер галактик виділяються так звані лацертиди (відомі також як блазари, хоча блазари включають в себе не тільки лацертиди, але і певний клас квазарів, що і відображено в назві). Свою назву ці об'єкти отримали по джерелу-прототипу – BL Lacertae (BL Lac). Позначення говорить про те, що цей об'єкт був відкритий в сузір'ї Ящірки як звичайна змінна зірка.

Позначення змінних зірок. Якщо у зірки, яка демонструє змінність, є позначення по каталогу Байєра (наприклад, δ Цефея), то іншого позначення їй не дають. Інші змінні зірки позначають у порядку їх виявлення в кожному сузір'ї: першу позначають буквою R, другу буквою S, потім T і т. Д. Після Z йдуть позначення RR, RS, RT, і т. Д. Після ZZ йде AA і т.д. Букву J не використовують, щоб не плутати її з I. Коли всі ці комбінації виснажуються (усього їх 334), то продовжують нумерацію цифрами з буквою V (variable – змінний), починаючи з V335. Приклади: S Car (S Кіля), RT Per (RT Персея), V557 Sgr (V557 Стрільця). (Астронет)

Спочатку BL Ящірки приймали за зірку нашої Галактики, але потім з'ясувалося, що це позагалактичний об'єкт (оцінка червоного зсуву показала, що відстань до цього об'єкта лише небагато чим менше мільярда світлових років). Пізніше було відкрито досить багато галактик з активними ядрами, спостережувані властивості яких (безперервний спектр яскравого ядра з дуже слабкими емісійними лініями, сильна змінність оптичного випромінювання і його поляризація) схожі на ті, що демонструє BL Ящірки. Їх і стали називати лацертиди.

У наш час робляться спроби пояснити різні прояви активних ядер галактик в рамках єдиної моделі. Активне ядро ​​включає в себе: сверхмассивную чорну діру, на яку йде аккреция з диска, що оточує її; пиловий тор в площині диска (система виявляється плоскою через обертання чорної діри і речовини навколо неї; речовина втікає в площині диска, а струмені б'ють перпендикулярно їй).

Основними параметрами моделі виявляються: маса чорної діри, щільність поглинає речовини в торі (якщо нам доводиться дивитися крізь тор, то значна частина випромінювання буде поглинатися в ньому) і орієнтація спостерігача щодо всієї системи. Таким чином, дивлячись на одне і те ж активне ядро ​​з різних сторін, ми буде бачити різні прояви і, відповідно, по-різному класифікувати спостережуваний об'єкт.

Малюнок активного ядра галактики. Частина диска, звернена до нас, на малюнку обрізана, щоб були видні внутрішні області (з сайту www.star.le.ac.uk)

У світлі цієї моделі лацертиди – це такі активні ядра галактик, які повернені до спостерігача самим жерлом: тобто напрямок струменя, що вилітає з околиці чорної діри, збігається з променем зору. Заглядаючи в надра активного ядра, минаючи області поглинання, ми бачимо частинки, що летять прямо на нас і випромінюють в напрямі свого руху. Це випромінювання може лежати в жорсткій області спектра. Тому лацертиди часто є рентгенівськими і гамма-джерелами і їх зазвичай залучають в якості кандидатів для пояснення будь-яких високоенергічних феноменів (наприклад, космічних променів надвисоких енергій).

У жорсткому гамма-діапазоні (енергії порядку ТеВ), де спостереження ведуться за допомогою наземних телескопів, відкрито вже багато лацертид. Багато, але не сама BL Lacertae, що дала назву всьому класу. Було багато сигналів про виявлення жорсткого гамма-випромінювання від цього джерела, але всі вони не підтверджувалися: сигнал був слабкий, на межі можливостей детектора, а наступні спостереження на більш досконалих інструментах давали негативний результат.

Детальні дослідження лацертид, зрозуміло, показали деяку неоднорідність їх властивостей. В першу чергу ці активні ядра підрозділяють на два типи, що виділяються по положенню одного з максимумів в спектрі. Той підклас лацертид, до якого належить BL Ящірки, до сих пір не дав жодного джерела в жорсткому гамма-діапазоні. У джерел цього типу перший максимум в спектрі (див. Малюнок) потрапляє в область субміліметрових хвиль або видимого світла. Все лацертиди, які раніше були виявлені в жорсткому гамма-діапазоні, мають цей перший максимум в більш жорсткій області – в області ультрафіолетового або рентгенівського випромінювання.

Спектр джерела BL Lac. Чорними точками в правій частині малюнка відзначені нові дані, отримані за допомогою установки MAGIC.Таким чином, вперше прототип лацертид виявлений в жорсткому гамма-діапазоні на енергіях 0,1-1 ТеВ. Спектр джерела змінюється з часом. Чорними символами показані нові дані (отримані в 2005 році практично одночасно в радіо-, оптичному і гамма-діапазонах). Сірими – старі результати спостережень. Як видно, вже старі спостереження вказували на варіації спектра, особливо в гамма-діапазоні. Наприклад, спостереження приладу EGRET на борту Комптонівське гамма-обсерваторії (CGRO), проведені в різний час (сірі трикутники і квадрати в правій частині малюнка), не узгоджуються один з одним. (Рис. З обговорюваної статті J. Albert et al., Astro-ph / 0703084)

І ось команді MAGIC вдалося зареєструвати випромінювання від BL Lac на енергіях від 0,1 до 1 ТеВ. Для цього вченим довелося підсумувати майже 50 годин спостережень (врахуйте, що телескопи такого типу можуть працювати тільки в ясні безмісячні ночі!). Зараз MAGIC – найбільший інструмент в своєму класі. Діаметр дзеркала телескопа складає 17 метрів (кожен з чотирьох телескопів H.E.S.S. має діаметр менше 12 метрів). Тому не дивно, що саме йому вдалося розгледіти найголовнішу лацертиди. Очевидно, що найближчим часом треба чекати виявлення і інших лацертид з першим максимумом в довгохвильовій частиніспектра.

У цьому році планується запуск двох гамма-обсерваторій – невеликого італійського супутника AGILE і американського GLAST. Останній буде найбільшим детектором, коли або працювали в цьому діапазоні. Це означає, що вдасться проводити одночасні спостереження активних ядер галактик в усьому діапазоні спектра – від радіо- до жорсткого гамма-випромінювання з енергіями порядку ТеВ. Крім того, в недалекому майбутньому з'являться нові наземні гамма-телескопи, а існуючі установки будуть вдосконалюватися (так, наприклад, H.E.S.S. буде доповнений великим телескопом, істотно перевершує MAGIC). З їхньою допомогою вчені сподіваються з'ясувати нарешті механізм роботи активних ядер галактик, в якому залишається поки багато інтригуючих неясностей.

джерело: J. Albert et al. Discovery of very high energy gamma-ray emission from the low-frequency peaked BL Lac object BL Lacertae // astro-ph / 0704084.

Сергій Попов


Like this post? Please share to your friends:
Залишити відповідь

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: