Найден первый микроблазар Млечного Пути: его джет направлен на Землю

На протяжении более чем трех десятилетий исследователи космоса пытались обнаружить в пределах нашей галактики микроблазар — уменьшенный аналог блазаров, представляющих собой активные ядра далеких галактик с мощнейшими струями (джетами), устремленными прямо на наблюдателя. Как выяснилось, искомый объект все это время был у всех на виду: космическая система IRAS 18293−0941, открытая еще в 1983 году с помощью инфракрасного спутника IRAS, полностью соответствует этому описанию. Данный факт установила международная научная команда из Университета Хаэна, задействовавшая мощности самой высокочувствительной интерферометрической сети радиотелескопов European VLBI Network (EVN).

Комплекс образован черной дырой, чья масса приблизительно в десять раз превышает солнечную, и массивной звездой-компаньоном, вещество которой непрерывно поглощается компактным объектом. Вокруг черной дыры закручивается аккреционный диск, а мощнейшие магнитные поля порождают пару противоположно направленных джетов. Один из них ориентирован практически перпендикулярно нашей планеты, а поток плазмы в нем несется со скоростью, составляющей около 0,75 от скорости света. Удаленность объекта оценивается в 12 000 световых лет.

Главным подтверждением гипотезы стало абсолютное совпадение координат радиоисточника и светила, зафиксированное двумя независимыми способами. Высокодетальные снимки, полученные сетью EVN, были сопоставлены с астрометрическими архивами космического аппарата Gaia, принадлежащего Европейскому космическому агентству. «Сам по себе однонаправленный радиоджет мог оказаться сигналом от удаленной галактики, случайно оказавшейся на том же луче зрения. Однако совместное разрешение EVN и данные телескопа Gaia однозначно доказали: эта струя принадлежит нашей звездной системе», — пояснил Бенито Маркоте из Объединенного института ERIC JIVE (Нидерланды).

Тот факт, что астрономы визуально фиксировали лишь одну струю при наличии двух, объясняется проявлением релятивистского эффекта Доплера: излучение потока, устремленного к Земле на околосветовой скорости, многократно усиливается, в то время как противоположный джет остается практически незаметным. Именно этот механизм делает блазары самыми яркими космическими маяками, а их миниатюрные двойники — микроблазары — функционируют по аналогичному сценарию, за исключением того, что центральным двигателем здесь выступает черная дыра звездной массы, а не сверхмассивный гигант.

Дополнительные фотометрические исследования показали, что компоненты системы совершают полный оборот вокруг общего центра масс примерно за 11,38 суток, а характерные колебания блеска свидетельствуют о том, что наблюдатели видят орбитальную плоскость почти с ребра.

Противоположный джет, направленный в сторону от нашей планеты, привлек к себе не меньший интерес ученых. Задействовав южноафриканский радиотелескоп MeerKAT, исследователи зафиксировали, что эта струя пробила в межзвездном пространстве гигантскую полость протяженностью порядка 100 световых лет, на дальнем рубеже которой она врезается в плотную газопылевую завесу, формируя зону интенсивного энерговыделения. Подобные столкновения выступают в роли естественных ускорителей: мощные ударные волны и турбулентные магнитные поля на границе контакта джета с облаком способны разгонять заряженные частицы до энергий, многократно превышающих показатели лучших земных коллайдеров.

Благодаря этому IRAS 18293−0941 превращается в уникальную природную лабораторию для исследования природы высокоэнергетических космических лучей, происхождение которых до сих пор остается одной из главных нерешенных задач современной астрофизики. Теперь в рамках одного объекта удается проследить сразу три ключевых этапа: рождение джета черной дырой, гигантский кратер, выжженный им в газопылевой среде, и зону терминального удара, где происходит ускорение частиц. Поскольку система расположена непосредственно в Млечном Пути, детальное изучение этих процессов доступно с детализацией, недостижимой при исследовании удаленных блазаров.

Специалисты уже разрабатывают программы новых наблюдений за струей и областью столкновения, чтобы детально проанализировать механизм передачи энергии межзвездному газу и выяснить, порождают ли эти процессы гамма-кванты, фиксировавшиеся ранее в окрестностях источника. Система, долгие годы ускользавшая от пристального внимания науки, способна предоставить астрономам исчерпывающие данные о физике микроблазаров и помочь разгадать тайну рождения самых энергичных частиц во Вселенной.

Источник: iXBT