Астрономи пояснили природу рентгенівських джетів Живописця A

Астрономи з Гарвард-Смітсонівського центру астрофізики підбили підсумки найбільш детальних досліджень радіогалактики Живописець А (Pictoris A) в рентгенівському діапазоні. Вчені встановили найбільш вірогідний механізм виникнення рентгенівського випромінювання в джетах об'єкта, а також показали існування невеликих утворень у цих потоках речовини, що володіють іншим характером світіння. Крім того, вперше Дослідження опубліковано в журналі, коротко про нього повідомляє прес-реліз CfA.

Pictoris A розташовується в 485 мільйонах світлових років у сузір'ї Живописця. Він є потужним джерелом радіовипромінювання. Вважається, що це радіогалактика, в центрі якої розташовується надмасивна чорна діра. Довжина викидаються нею джетів перевищує сотні кілопарсек. Це найближчий до нас подібний об'єкт, що світиться в рентгенівському діапазоні.

Автори об'єднали результати 15-річних спостережень за допомогою космічного рентгенівського телескопа «Чандра» і нові дані з радіотелескопа ATCA (Australia Telescope Compact Array). Сумарно «Чандрою» було накопичено понад чотири доби безперервної експозиції випромінювання джерела. Завдяки цьому астрономам вдалося виявити варіації в поведінці радіогалактики, а також зробити ряд припущень про природу її рентгенівського світіння.

Автори розглядали кілька гіпотез виникнення свічки в джетах, зокрема, розсіяння фотонів на швидких заряджених частинках у джетах і синхротронне гальмівне випромінювання. Перша з гіпотез відноситься до так званого зворотного ефекту Комптона - коли фотон взаємодіє з частинкою, що рухається з релятивістськими швидкостями, він отримує від неї частину енергії і в результаті цього збільшує свою частоту. В результаті цього відбувається зміщення його «кольору» в більш короткохвильову область, аж до рентгенівського діапазону.

Астрономи показали, що характер рентгенівського світіння вздовж джету досить однорідний, щоб відкинути комптонівський механізм. Джерело випромінювання має бути постійним на довжинах близько 150 кілопарсек. До того ж, модель зі зворотним ефектом Комптона вимагає сильної відмінності властивостей у джета і спрямованого в протилежну сторону контрджета, чого не спостерігається «Чандрою». Набагато краще дані пояснюються взаємодією швидких заряджених частинок з магнітним полем - при викривленні їх траєкторій відбувається випромінювання фотонів з високими енергіями.

Крім того, дослідникам вдалося побачити внутрішню тонку структуру джета. Невеликі (в масштабах об'єкта) освіти також мають власне світіння. Для деяких з таких фрагментів, за словами вчених, це випромінювання добре описується зворотним Комптонівським розсіюванням фотонів або існуванням внутрішніх ударних фронтів в джеті.

Дослідники відзначають, що детальне розуміння того, як народжується випромінювання в Pictoris А дозволить побудувати точні моделі, що пояснюють процеси у віддалених квазарів. У деяких з них також спостерігаються джети, що світяться в рентгенівському діапазоні, проте відстань не дозволяє побачити деталі їх будови.