Межзвездная турбулентность искажает сигнал далекого квазара

Астрономы впервые стали свидетелями того, как турбулентные сгустки ионизированного газа, расположенные в межзвёздном пространстве, воздействуют на радиосигнал от удаленного квазара. Объектом изучения стал TXS 2005+403 — мощный источник радиоизлучения, удаленный от нас на 10 миллиардов световых лет, чьи волны на пути к Земле преодолевают сложнейшие структуры нашей Галактики.

Путь сигнала пролегает через созвездие Лебедя — область Млечного Пути, отличающуюся высокой турбулентностью и интенсивным рассеянием. Именно здесь скопления ионизированного газа и свободных электронов создают неоднородности, способные заметно искривлять траекторию проходящего сквозь них излучения.

Ранее ученые могли лишь догадываться о существовании такой турбулентности на основе косвенных признаков, однако измерить ее структуру напрямую не удавалось. Традиционно считалось, что при прохождении через подобные зоны радиосигнал должен неизбежно «размываться», теряя свои характеристики, но свежие наблюдения продемонстрировали совершенно иную картину.

Команда исследователей под руководством Александра Плавина из Гарвард-Смитсоновского центра астрофизики провела детальный анализ десятилетней серии наблюдений, полученных с помощью радиоинтерферометра Very Long Baseline Array (VLBA). Это позволило выявить мельчайшие аномалии в структуре принимаемого сигнала.

Вопреки ожиданиям, что сигнал станет монотонно размытым, ученые зафиксировали стабильные и четко выраженные искажения. Эти данные стали неопровержимым доказательством присутствия упорядоченной турбулентной среды вдоль всей траектории луча зрения.

Важнейшим открытием стало то, что сигнал сохранял различимую внутреннюю структуру даже на тех сверхдлинных базах интерферометра, где, согласно классическим моделям, он должен был полностью раствориться в шуме. Это свидетельствует о том, что наблюдаемые эффекты не могут быть обусловлены ни особенностями излучения самого квазара, ни обычным линейным рассеянием.

Авторы исследования трактуют полученные результаты как прямое свидетельство наличия устойчивой турбулентности в межзвёздной среде: распределение рассеивающих областей вдоль линии обзора сохраняет стабильность во времени, создавая специфический «зернистый» рисунок радиосигнала.

Источник: iXBT