Przejdź do treści

Teleskopy EHT i ALMA: głębsze wejrzenie w dżety blazarów

Blazar

Astronomowie zaprezentowali swego rodzaju astrofizykę przyszłości - czyli to, co chcieliby zbadać z udziałem obserwacji wykonanych z pomocą Teleskopu Horyzontu Zdarzeń (EHT) i sieci interferometrycznej Global mm-VLBI Array (GMVA).

Gdy 10 kwietnia tego roku zespół naukowców pracujących z teleskopem EHT doniósł o pierwszej w historii bezpośredniej obserwacji czarnej dziury leżącej w galaktyce M87, otrzymany obraz stał się natychmiast sławny na całym świecie. Teleskop Horyzontu Zdarzeń - obejmująca całą kulę ziemską sieć czułych teleskopów - jest jednak w stanie na tę chwilę zobrazować w skalach typowych dla rozmiarów horyzontu zdarzeń jedynie dwie supermasywne czarne dziury w kosmosie - tę w M87 oraz czarną dziurę znajdującą się w centrum naszej galaktyki, Drogi Mlecznej. Ale ten sam globalny teleskop jest jednocześnie dobrze przygotowany do tworzenia szczegółowych obrazów w skalach bliskich horyzontowi zdarzeń, dzięki czemu może nam dokładniej i z bliska pokazać również wiele relatywistycznych dżetów produkowanych w jądrach galaktyk aktywnych (AGN-ów).

Dżety galaktyk aktywnych reprezentują najbardziej trwałe obiekty wysokoenergetyczne obserwowane we Wszechświecie. Składają się one z wysoce skolimowanych wiązek relatywistycznej plazmy, które wystrzeliwują w przestrzeń kosmiczną wprost z namagnesowanych środowisk otaczających supermasywne czarne dziury. W przypadku pewnego podtypu galaktyk aktywnych - tak zwanych blazarów - dżety te są skierowane bezpośrednio w stronę Ziemi, dając Teleskopowi Horyzontu Zdarzeń dość bezprecedensowy widok na same centra AGN-ów generujące te relatywistyczne wypływy plazmy.

Jeden ze znanych nam blazarów leży w granicach konstelacji Wagi i nosi oznaczenie PKS 1510-089. Wykazuje on wyraźne rozbłyski światła emitowanego w postaci dżetów skierowanych ku ziemskim obserwatorom. Zaobserwowano, że rozbłyski te chwilami gwałtownie eksplodują w całym zakresie widma elektromagnetycznego, od fal radiowych o niskiej częstotliwości po promienie gamma o najwyższych energiach. Pochodzenie tych kosmicznych wyładowań w widmie PKS 1510-089 pozostaje do dziś tajemnicą.

By pomóc w rozwiązaniu tej zagadki, zaproponowano obserwację dżetów PKS 1510-089 z wykorzystaniem teleskopu EHT. Teleskop ten jest w rzeczywistości obejmującym całą Ziemię układem radioteleskopów, które razem działają w ramach tak zwanej interferometrii wielkobazowej VLBI (ang. Very Long Baseline Interferometry). VLBI to dość nowoczesna technika badań astronomicznych, w której radioteleskopy na całej planecie obserwują niebo niemal jednocześnie i w pełnej współpracy - w rezultacie symulując jeden wielki, globalny radioteleskop o zdolności rozdzielczej równoważnej teoretycznej zdolności dla pojedynczej, gigantycznej anteny radiowej o średnicy całej planety. Technika ta pozwala nam zagłębiać się w najjaśniejsze i najdalsze obiekty w kosmosie, w tym właśnie w dżety supermasywnych czarnych dziur.

Poprzednie obserwacje dżetów PKS 1510-089 wykonane techniką VLBI z udziałem sieci radioteleskopów Very Long Baseline Array (VLBA) zlokalizowanej w Ameryce Północnej oraz Global mm-VLBI Array (GMVA) położonej w Ameryce Północnej i Europie ujawniły ślady świadczące o istnieniu bogatych struktur magnetycznych w najbardziej wewnętrznym dżecie PKS 1510-089. Mogą być one związane z wybuchową naturą tego blazara.

Ale do sieci GMVA i zarazem EHT dodano niedawno niezwykle cenny instrument obserwujący kosmos na falach radiowych - anteny należące do sieci ALMA. Spolaryzowana emisja radiowa pochodzące z dżetów szeregu znanych nam blazarów (w tym i PKS 1510-089) będzie mogła być teraz zobrazowana z jeszcze większą, nieznaną dotąd precyzją. Dotyczy to także obserwacji prowadzonych na najwyższych częstotliwościach radiowych. Ten postęp technologiczny pozwoli najprawdopodobniej na obserwację wewnętrznych obszarów w dżetach PKS 1510-089, znajdujących się w bezpośrednim sąsiedztwie jego supermasywnej czarnej dziury. Czy zapoczątkuje to powstanie nowej dziedziny astrofizyki, związanej głównie z badaniami formowania się i składu dżetów w skali horyzontu zdarzeń czarnych dziur?

Projekt naukowy dotyczący obserwacji PKS 1510-089 z użyciem EHT i GMVA został przedstawiony na corocznym walnym zgromadzeniu Kanadyjskiego Towarzystwa Astronomicznego CASCA. Obserwacje mają rozpocząć się już w roku 2020.

Czytaj więcej:


Źródło: Canadian Astronomical Society Press Office


Na zdjęciu: Blazar - jądro galaktyki aktywnej. Źródło: NASA/Goddard Space Flight Center/CI Lab