Daži no spilgtākajiem objektiem Visumā ir kvazāri. Vielu patērējošo melno caurumu vietā varētu būt objekti ar jaudīgiem magnētiskajiem laukiem, kas darbojas kā dzenskrūves, sašķidrinot vielas atpakaļ galaktikā.
Tālajā, jaunajā Visumā kvazāri mirdz ar spožumu, ko nepārspēj kaut kas vietējā kosmosā. Kaut arī kvazāri optiskajos teleskopos izskatās zvaigžņoti, patiesībā tie ir galaktiku spožie centri, kas atrodas miljardiem gaismas gadu attālumā no Zemes.
Kvazara kodināšanas kodols šobrīd tiek attēlots kā saturošu karstu gāzu disku, kas spirāliski nonāk supermasīvā melnajā caurumā. Daļa no šīs gāzes tiek gandrīz izšauta divās pretējās strūklās uz āru gandrīz gaismas ātrumā. Teorētiķi cenšas izprast akrecijas diska un sprauslu fiziku, savukārt novērotāji cenšas iesaistīties kvazāra sirdī. Centrālo “motoru”, kas darbina sprauslas, ir grūti izpētīt teleskopiski, jo reģions ir tik kompakts un Zemes novērotāji ir tik tālu.
Astronoms Rūdijs Šilds no Hārvarda-Smitsona astrofizikas centra (CfA) un viņa kolēģi pētīja kvazāru, kas pazīstams ar numuru Q0957 + 561 un atrodas aptuveni 9 miljardus gaismas gadu attālumā no Zemes Ursa Major zvaigznāja virzienā netālu no Lielā Dippera. Šajā kvazārā ir kompakts centrālais objekts, kura masa ir līdz pat 3-4 miljardiem saules. Lielākā daļa uzskatīja, ka šis objekts ir “melnais caurums”, taču Šilda pētījumi liecina citādi.
"Mēs to nesaucam par melno caurumu, jo esam atraduši pierādījumus tam, ka tajā ir iekšēji noenkurots magnētiskais lauks, kas iekļūst tieši caur sabrukušā centrālā objekta virsmu un mijiedarbojas ar kvazāro vidi," komentēja Šils.
Pētnieki izvēlējās Q0957 + 561 tā saistībai ar dabisko kosmisko lēcu. Tuvumā esošās galaktikas smagums saliek telpu, veidojot divus tālā kvazāra attēlus un palielinot tā gaismu. Zvaigznes un planētas tuvējā galaktikā ietekmē arī kvazāra gaismu, izraisot nelielas spilgtuma svārstības (procesā, ko sauc par “mikroliešanu”), kad tās dreifē redzamības līnijā starp Zemi un kvazāru.
Schild 20 gadus uzraudzīja kvazāra spilgtumu un vadīja starptautisku novērotāju konsorciju, kas darbojās ar 14 teleskopiem, lai kritiskā laikā objekts būtu vienmērīgs visu diennakti.
"Izmantojot mikrolīdzināšanu, mēs varam nojaust tā saucamo“ melno caurumu ”divas trešdaļas no ceļa līdz redzamā Visuma malai, nekā mēs varam no melnā cauruma Piena ceļa centrā," sacīja Schild.
Rūpīgi analizējot, komanda izskaidroja sīkāku informāciju par kvazāra kodolu. Piemēram, viņu aprēķini precīzi norādīja vietu, kur veidojas strūklas.
“Kā un kur veidojas šīs sprauslas? Pat pēc 60 gadu radio novērojumiem mums nebija atbildes. Tagad ir pierādījumi, un mēs zinām, ”sacīja Šilds.
Schild un viņa kolēģi atklāja, ka sprauslas, šķiet, izdalās no diviem reģioniem, kuru lielums ir 1000 astronomisko vienību (apmēram 25 reizes lielāks par Plutona un Saules attālumu), kas atrodas 8000 astronomisko vienību tieši virs centrālā kompaktā objekta poliem. (Astronomiska vienība tiek definēta kā vidējais attālums no Zemes līdz Saulei vai 93 miljoni jūdžu.) Tomēr šī vieta būtu paredzama tikai tad, ja strūklas darbinātu, atjaunojot magnētiskā lauka līnijas, kas noenkurotas pie rotējoša supermasīva kompakta objekta. kvazārā. Mijiedarbojoties ar apkārtējo akrila disku, šādas vērpjošās magnētiskā lauka līnijas spolē, vijas arvien stingrāk un stingrāk, līdz tās eksplozīvi apvienojas, atkal savienojas un saplīst, atbrīvojot milzīgu enerģijas daudzumu, kas baro strūklas.
"Šķiet, ka šajā kvazārā dinamiski dominē magnētiskais lauks, kas iekšēji noenkurots pie tā centrālā, rotējošā supermasīvā kompaktā objekta," sacīja Šilds.
Papildu pierādījumi kvazāra iekšēji noenkurotā magnētiskā lauka nozīmīgumam ir atrodami apkārtējās struktūrās. Piemēram, šķiet, ka iekšējais reģions, kas ir vistuvāk kvazaram, ir notīrīts no materiāla. Akrācijas diska iekšējā mala, kas atrodas apmēram 2000 astronomisko vienību no centrālā kompaktā objekta, tiek uzkarsēta līdz kvēlspuldzei un spilgti mirdz. Abi efekti ir fiziski paraksti virpuļojošam iekšējam magnētiskajam laukam, ko apvelk centrālā kompaktā objekta rotācija - parādība, kas saukta par “magnētiskā dzenskrūves efektu”.
Novērojumi arī norāda uz plaša konusa formas izplūdes klātbūtni no akrācijas diska. Ja to izgaismo centrālais kvazārs, tas mirdz gredzenveidīgā kontūrā, kas pazīstams kā Elvisa struktūra pēc Schild's CfA kolēģa Martina Elvisa, kurš teorēja par tā eksistenci. Novērotā pārsteidzoši lielā leņķiskā atvēršana vislabāk izskaidrojama ar iekšējā magnētiskā lauka ietekmi, kas atrodas šajā kvazārā centrālajā kompaktajā objektā.
Ņemot vērā šos novērojumus, Schilds un viņa kolēģi Darrils Leiters (Marvudas astrofizikas pētījumu centrs) un Stenlijs Robertsons (Oklahomas štata dienvidrietumu universitāte) ir ierosinājuši pretrunīgi vērtētu teoriju, ka magnētiskais lauks ir raksturīgs kvazāra centrālajam, supermasīvajam kompaktajam objektam, drīzāk nekā tikai pievienošanās diska daļa, kā domā lielākā daļa pētnieku. Ja šī teorija apstiprināsies, tas radīs revolucionāri jaunu kvazārā struktūras ainu.
"Mūsu atradums izaicina pieņemto uzskatu par melnajiem caurumiem," sacīja Leiters. “Mēs viņiem pat esam ierosinājuši jaunu vārdu - magnētosfēras mūžīgi sabrūkošie objekti jeb MECO,” - vārda variants, ko 1998. gadā pirmo reizi izgudroja Indijas astrofiziķis Abhas Mitra. “Astrofiziķiem pirms 50 gadiem nebija piekļuves mūsdienu izpratnei. kvantu elektrodinamika, kas ir aiz mūsu jaunajiem risinājumiem Einšteina sākotnējiem relativitātes vienādojumiem. ”
Šis pētījums liek domāt, ka kvazāra centrālajam kompaktajam objektam papildus masai un griešanai var būt arī fizikālās īpašības, piemēram, ar ļoti sarkanu, magnētisku dipolu, nevis ar melnu caurumu. Šī iemesla dēļ lielākā daļa tuvojošās vielas nepazūd uz visiem laikiem, tā vietā jūt motoram līdzīgus rotējošos magnētiskos laukus un atkal izgriežas. Saskaņā ar šo teoriju MECO nav notikumu horizonta, tāpēc jebkura lieta, kas var nokļūt ar magnētisko dzenskrūvi, tiek pakāpeniski palēnināta un apstājusies pie MECO augsti sarkanā stāvoklī esošās virsmas, tikai ar vāju signālu, kas savieno šīs vielas starojumu. tālajam novērotājam. Šo signālu ir ļoti grūti novērot, un tas nav atklāts no Q0957 + 561.
Šis pētījums tika publicēts Astronomical Journal 2006. gada jūlija numurā, un tas ir pieejams tiešsaistē vietnē http://arxiv.org/abs/astro-ph/0505518.
Hārvarda-Smitsona astrofizikas centrs (CfA), kura galvenā mītne atrodas Kembridžā, Masačūsetsā, ir Smitsona astrofizikas observatorijas un Hārvarda koledžas observatorijas kopīga sadarbība. CfA zinātnieki, kas ir sadalīti sešās pētniecības nodaļās, pēta Visuma izcelsmi, attīstību un galveno likteni.
Oriģinālais avots: CfA ziņu izlaidums
