תמונת VLBA של קוואזר 3C 273, כשהסילון הארוך שלה מתפוצץ. קרדיט תמונה: NRAO. לחץ להגדלה.
כאשר זוג חוקרים כיוונו את הטלסקופ הרדיו VLBA (מערך קו המחקר הארוך הלאומי למדע הלאומי) לקוואזאר מפורסם, הם חיפשו ראיות התומכות בתיאוריה פופולרית מדוע מטוסי החלקיקים המהירים הזורמים מקוואזרים מוגבלים לזרמים צרים. במקום זאת, הם הפתיעו כי "עשוי להחזיר את התיאורטיקנים ללוחות השרטוט", לדברי אחד האסטרונומים.
"מצאנו את העדויות שחיפשנו, אבל מצאנו גם ראיה נוספת שנראית כנוגדת את זה", אמר רוברט זוואלה, אסטרונום בתחנת דגל מצפה האוניברסיטאות הימית בארצות הברית, אריזונה. זוואלה וגרג טיילור, ממצפה הכוכבים הלאומי לאסטרונומיה של הרדיו והמכון הקאוולי לאסטרופיסיקה של חלקיקים וקוסמולוגיה, הציגו את ממצאיו למפגש האגודה האמריקאית לאסטרונומיה במיניאפוליס, מינסוטה.
בדרך כלל נחשבים קוואזרים לחורים שחורים על-מסיביים בליבות הגלקסיות, כאשר החור השחור מוקף בדיסק מסתובב של חומר נמשך ללא הפרש אל תוך הכבידה של החור השחור. באמצעות תהליכים שעדיין לא מובנים היטב, סילוני חלקיקים חזקים מונעים כלפי חוץ במהירות כמעט זו של האור. מודל תיאורטי פופולרי אומר שקווי שדה מגנטי בדיסק המסתובב מתפתלים זה לזה ומגבילים את החלקיקים הנעים במהירות ל"טוסים "צרים הזורמים מקטבי הדיסק.
בשנת 1993, אוניברסיטת סטנפורד והמכון הקאוולי האסטרופיזיקאי רוג'ר בנדפורד הציעו ששדה מגנטי מעוות כזה יפיק דפוס מובהק ביישור, או בקיטוב, של גלי רדיו שמגיעים מהמטוסים. זוואלה וטיילור השתמשו ב- VLBA, המסוגלים להפיק את התמונות המפורטות ביותר של כל טלסקופ באסטרונומיה, כדי לחפש עדויות לתבנית החזויה של בלנדפורד בקוואזר ידוע בשם 3C 273.
"ראינו בדיוק את מה שחזה בלנדפורד, תומך ברעיון של שדה מגנטי מעוות. עם זאת, ראינו גם דפוס אחר שלא מוסבר על ידי שדה כזה, "אמר זוואלה.
במונחים טכניים, השדה המגנטי המעוות אמור לגרום לשינוי קבוע, או שיפוע, בכמות שבה מסתובב היישור (קיטוב) של גלי הרדיו כאשר מבט לרוחב הסילון. שיפוע זה הופיע בתצפיות ה- VLBA. עם זאת, עם שדה מגנטי מפותל, אחוז הגלים אשר מיושרים באופן דומה, או מקוטב, צריך להיות בגדול במרכז הסילון ולצמצם בהתמדה לכיוון הקצוות. במקום זאת, התצפיות הראו כי אחוז הקיטוב עולה לכיוון הקצוות.
פירושו של דבר, אומרים האסטרונומים, יש משהו לא בסדר במודל השדה המגנטי המעוות או שהשפעותיו נשטפות על ידי אינטראקציות בין הסילון למדיום הבין-כוכבי שהוא מקדח. "כך או כך, התיאורטיקנים צריכים לעבוד כדי להבין איך זה יכול לקרות," אמר זוואלה.
לאחר שהתבשר על התוצאות החדשות, אמר בלנדפורד, "תצפיות אלה מספיק טובות כדי להצדיק פיתוח נוסף של התיאוריה."
3C 273 הוא אחד הקוואזרים המפורסמים ביותר באסטרונומיה, והיה הראשון שהוכר כאובייקט רחוק מאוד בשנת 1963. אסטרונום קלטק מרטן שמידט עבד על מאמר מדעי קצר על 3C273 אחר הצהריים של ה -5 בפברואר באותה השנה, כאשר הוא לפתע זיהה דפוס בספקטרום האור הנראה של האובייקט שאפשר חישוב מיידי של המרחק שלו. בהמשך הוא כתב ש"הייתי המומה מההתפתחות הזו ... "דקות ספורות לאחר מכן, הוא אמר, הוא פגש את עמיתתו ג'סי גרינשטיין, שלמד קוואזאר אחר, במסדרון. תוך כמה דקות נוספות, הם גילו כי גם השנייה הייתה רחוקה למדי. 3C 273 נמצא כשני מיליארד שנות אור מכדור הארץ במזל הכוכב מזל בתולה, והוא נראה בטלסקופים חובבים בגודל בינוני.
ה- VLBA היא מערכת של עשר אנטנות רדיו-טלסקופ, שלכל אחת צלחת בקוטר 25 מטר (82 רגל) ומשקלה 240 טון. ממאונה קאה באי הגדול בהוואי לסנט קרוקס באיי הבתולה האמריקניים, VLBA משתרע על יותר מ -5,000 מיילים, ומספק לאסטרונומים את החזון החריף ביותר של טלסקופ כלשהו על כדור הארץ או בחלל. הוקדש בשנת 1993, ל- VLBA יש יכולת לראות פרטים נאים שקולים ליכולת לעמוד בניו יורק ולקרוא עיתון בלוס אנג'לס.
"החזון 'הרדיו' החריף ביותר של ה- VLBA היה הכרחי לחלוטין כדי לבצע את העבודה הזו," הסביר זוואלה. "השתמשנו בתדרי הרדיו הגבוהים ביותר שבהם יכולנו לאתר את הסילון של 3C273 כדי למקסם את הפרט שיכולנו לקבל, והמאמץ הזה השתלם במדע רב", הוסיף.
מצפה הכוכבים הלאומי לאסטרונומיה הוא מתקן של קרן המדע הלאומית, המופעל בהסכם שיתופי על ידי אוניברסיטאות Associated, Inc.
המקור המקורי: מהדורת החדשות של NRAO
