神秘的なマイクロクエーサーから発射された高速の陽子と電子によって追跡されたかすかな巨大なコルク栓抜きをイメージングするために特別な努力を払ったことで、獣の内部の仕組みについて新たな洞察を得、オブジェクトの距離に関する長年の論争を解決した2人の天体物理学者に報いられました。
天体物理学者は全米科学財団の超大型アレイ（VLA）電波望遠鏡を使用して、かつて「世紀の謎」と呼ばれていたマイクロクエーサーSS 433から出現するプラズマジェットでまだ見られない最も細かい詳細を捉えました。その結果、彼らは科学者のジェット機に対する理解を変え、その論争を「合理的な疑いを超えて」解決した。
SS 433は、「通常の」伴星によって周回する中性子星またはブラックホールです。中性子星またはブラックホールの強力な重力が、伴星の恒星風から物質を引き寄せる前に、密集した中心物体をしっかりと取り巻く物質の降着円盤に物質を引き込みます。このディスクは、高速の陽子と電子のジェットを光速の約4分の1でその極から外側に推進します。 SS 433のディスクは子供のトップのようにぐらつき、そのジェットは162日ごとに空のコルク栓抜きを追跡します。
新しいVLA調査では、SS 433の従来のモデルとは異なり、排出される粒子の速度が時間とともに変化することが示されています。
「実際の速度は一定に保つのとは対照的に、光速の24％から28％の間で変動することがわかりました」と英国のオックスフォード大学のキャサリンブランデルは述べました。 「驚くべきことに、両方向に向かうジェットは速度を同時に変化させ、いつでも両方向に同じ速度を生み出します」とBlundell氏は付け加えました。ブランデルは、同じくオックスフォードのマイケル・ボウラーと協力しました。科学者の調査結果は、天体物理学ジャーナルレターで承認されました。
新しいVLA画像は、コアの両側にあるジェットのコルクスクリューが2回転した様子を示しています。画像を分析すると、材料が一定の速度でコアからのものである場合、ジェットの経路が画像の細部と正確に一致しないことがわかりました。
「さまざまな速度で排出をシミュレートすることにより、観測された構造と正確に一致させることができました」とBlundellは説明しました。科学者は最初にジェットの1つとのマッチを行いました。 「その後、1つのジェットの構造と一致するさまざまな速度が、もう1つのジェットの進路も正確に再現していることに驚かされました」とBlundell氏は述べています。 2つのジェットの速度を一致させると、観測された構造が再現され、1つのジェットが他のジェットよりも遠くに移動するため、そこから到達するまでの時間が長くかかるという事実も考慮に入れました。
天体物理学者たちは、噴出速度の変化は、伴星から降着円盤に物質が移動する速度の変化によって引き起こされる可能性があると推測しています。
詳細な新しいVLA画像により、天体物理学者はSS 433が地球から18,000光年近く離れていることを確認することもできました。以前の推定では、星座アクイラで10,000光年に近いオブジェクトがありました。科学者達によると、正確な距離により、マイクロクエーサーに密集したコンパクトな物体を作り出した超新星爆発によって吹き飛ばされた破片の殻の年齢をより正確に決定できるようになりました。距離を正確に知ることで、マイクロクエーサーのコンポーネントの実際の明るさを測定することもできます。これにより、システムで動作している物理プロセスの理解が向上します。
画期的な画像は、VLAの細部を確認する能力を最大化する構成でVLAを使用して10時間の観察時間を使用して作成されました。これは、SS 433の無線波長での最長の「時間暴露」を表しているため、最も微妙な詳細を示しています。また、現在のテクノロジーで実現できる最高のそのようなイメージを表しています。 SS 433のジェットは動いているため、長時間の観測ではそのイメージが「不鮮明」になります。ジェットのさらに細かい詳細を確認するために、宇宙物理学者は、数年後に使用可能になる予定の拡張VLAのより高い感度を待たなければなりません。
SS 433は、現在マイクロクエーサー、中性子星または別の星が軌道を回るブラックホールのいずれかを備え、高速で物質のジェットを放出するバイナリシステムと呼ばれるものの最初の例でした。奇妙な恒星系は、1970年代後半から1980年代初頭にかけて、多くのメディアで報道されました。 1981年のSky＆Telescopeの記事のタイトルは、「SS 433 —世紀の謎」です。
私たちの天の川銀河のマイクロクエーサーは、銀河のコアからジェットを生成するプロセスと同様のプロセスを介して材料の高速ジェットを生成すると考えられているため、近くのマイクロクエーサーはジェットの物理学を研究するための便利な「実験室」として機能します。マイクロクエーサーは近くにあり、大きないとこよりも速く変化を示します。
キャサリンブランデルは、英国王立協会から資金提供を受けた大学研究員です。
National Radio Astronomy Observatoryは、全米科学財団の施設であり、Associated Universitys、Inc.の協力を得て運営されています。
元のソース：NRAOニュースリリース
