Efortând în plus pentru a imagina un tirbușeu slab, gigantic, trasat de protoni și electroni rapizi scoși dintr-un microcasar misterios, a plătit pentru o pereche de astrofizicieni care au obținut noi cunoștințe cu privire la lucrările interioare ale fiarei și, de asemenea, au rezolvat o dispută de lungă durată asupra distanței obiectului.
Astrofizicienii au folosit telescopul de radio foarte mare (VLA) al Fundației Științifice Naționale pentru a surprinde cele mai slabe detalii încă văzute în jeturile cu plasmă care se ivesc din microquasar SS 433, obiect denumit odată „enigma secolului”. Ca urmare, au schimbat înțelegerea oamenilor de știință despre jeturi și au rezolvat controversa la distanța sa „dincolo de orice îndoială rezonabilă”, au spus ei.
SS 433 este o stea neutronă sau o gaură neagră orbitată de o stea de companie „normală”. Gravitatea puternică a stelei de neutroni sau a găurii negre atrage materialul din vântul stelar al însoțitorului său într-un disc de acumulare de material care înconjoară strâns obiectul central dens înainte de a fi tras pe el. Acest disc propulsează jeturi de protoni rapide și electroni spre exterior de la poli, cu aproximativ un sfert din viteza luminii. Discul din SS 433 se plimbă ca un vârf al copilului, ceea ce face ca jeturile sale să urmărească un tirbușon pe cer la fiecare 162 de zile.
Noul studiu VLA indică faptul că viteza particulelor evacuate variază în timp, contrar modelului tradițional pentru SS 433.
„Am descoperit că viteza reală variază între 24% și 28% din viteza luminii, spre deosebire de a rămâne constantă”, a spus Katherine Blundell, de la Universitatea din Oxford din Regatul Unit. „În mod uimitor, avioanele care merg în ambele direcții își schimbă viteza simultan, producând viteze identice în ambele direcții la un moment dat”, a adăugat Blundell. Blundell a lucrat cu Michael Bowler, tot din Oxford. Descoperirile oamenilor de știință au fost acceptate de jurnalele Astrophysical Journal Letters.
Noua imagine VLA prezintă două rotații complete ale șurubelniței jeturilor de ambele părți ale miezului. Analizând imaginea a arătat că dacă materialul provine din miez la o viteză constantă, traseele jetului nu ar corespunde cu exactitate detaliilor imaginii.
„Simulând ejectiile la viteze variate, am putut produce o potrivire exactă cu structura observată”, a explicat Blundell. Oamenii de știință și-au făcut mai întâi meciul cu unul dintre jeturi. „Am fost atunci uimiți să vedem că viteza diferită care se potrivea cu structura unui jet reproducea exact calea celuilalt jet”, a spus Blundell. Potrivirea vitezei din cele două jeturi a reprodus structura observată, permițând chiar și faptul că, deoarece un jet se îndepărtează mai aproape de noi decât celălalt, este nevoie de lumină mai mult pentru a ajunge de la el, a adăugat ea.
Astrofizicienii speculează că modificările vitezei de ejecție pot fi cauzate de modificări ale vitezei cu care materialul este transferat de la steaua însoțitoare pe discul de acumulare.
Noua imagine detaliată a VLA le-a permis astrofizicienilor să stabilească faptul că SS 433 este la aproape 18.000 de ani-lumină distanță de Pământ. Estimările anterioare aveau obiectul, în constelația Aquila, aproape de 10.000 de ani-lumină. O distanță precisă, au spus oamenii de știință, le permite acum să stabilească mai bine vârsta învelișului de reziduuri aruncat de explozia supernovei care a creat obiectul dens și compact din microquasar. Cunoașterea cu exactitate a distanței le permite, de asemenea, să măsoare luminozitatea reală a componentelor microquasarului, iar acest lucru, au spus, îmbunătățește înțelegerea proceselor fizice care lucrează în sistem.
Imaginea descoperită a fost realizată folosind 10 ore de observare cu VLA într-o configurație care maximizează capacitatea VLA de a vedea detalii fine. Reprezintă cea mai lungă „expunere în timp” a SS 433 la lungimile de undă radio și arată astfel cele mai slabe detalii. De asemenea, reprezintă cea mai bună astfel de imagine care poate fi făcută cu tehnologia actuală. Deoarece avioanele din SS 433 se mișcă, imaginea lor ar fi „frântă” într-o observație mai lungă. Pentru a vedea detalii mai slabe în jeturi, astrofizicienii trebuie să aștepte sensibilitatea mai mare a VLA Extinsă, setată să devină disponibilă în câțiva ani.
SS 433 a fost primul exemplu despre ceea ce se numesc acum microcasare, sisteme binare cu o stea neutronă sau cu o gaură neagră orbitată de o altă stea și care emite jeturi de material la viteze mari. Ciudatul sistem stelar a primit o multitudine de acoperiri media la sfârșitul anilor '70 și începutul anilor '80. Un articol Sky & Telescope din 1981 a fost intitulat „SS 433 - Enigma of the Century”.
Deoarece microcasarii din propria noastră galaxie Calea Lactee sunt gândiți să producă jeturile lor de mare viteză de material prin procese similare cu cele care produc jeturi din miezurile galaxiilor, microcasarii din apropiere servesc ca un „laborator” pentru studierea fizicii jeturilor. Microcasarii sunt mai apropiați și prezintă schimbări mai rapid decât verii lor mai mari.
Katherine Blundell este o colegă de cercetare universitară finanțată de Royal Society din Marea Britanie.
Observatorul Național de Radio Astronomie este o instalație a Fundației Naționale a Științei, operată în baza unui acord de cooperare de Universitățile Asociate, Inc.
Sursa originală: Comunicat de presă NRAO
