クエーサー3C 273のVLBA画像。長いジェットブラストを使用しています。画像クレジット：NRAO。拡大するにはクリックしてください。
2人の研究者がNational Science Foundationの超長基線配列（VLBA）電波望遠鏡を有名なクエーサーに向けたとき、クエーサーから流れる粒子の超高速ジェットが狭いストリームに閉じ込められる理由についての一般的な理論を裏付ける証拠を求めました。代わりに、天文学者の一人によると、彼らは「理論家を製図板に送り返すかもしれない」という驚きを得ました。
「私たちが探していた証拠は確かに見つかりましたが、それと矛盾しているように思われる追加の証拠も見つかりました」とアリゾナ州旗艦局の天文学者ロバートザバラは言った。 National Radio Astronomy ObservatoryとKavli Institute of Particle Astrophysics and CosmologyのZavalaとGreg Taylorは、ミネソタ州ミネアポリスで開催されたアメリカ天文学会の会議に彼らの発見を発表しました。
クエーサーは一般に、銀河の中心にある超巨大ブラックホールであると考えられています。ブラックホールは回転する物質の円盤で囲まれており、ブラックホールの重力浮きに容赦なく引き込まれます。まだよく理解されていないプロセスを通じて、粒子の強力なジェットが光の速度に近い速度で外側に推進されます。人気のある理論モデルでは、回転するディスクの磁力線は緊密にねじれ、高速で移動する粒子をディスクの極から流れる狭い「ジェット」に閉じ込めます。
1993年、スタンフォード大学とカブリ研究所の宇宙物理学者であるロジャーブランドフォードは、このようなねじれた磁場がジェットからの電波の整列または偏光に異なるパターンを生成することを示唆しました。ザバラとテイラーは、天文学で望遠鏡の最も詳細な画像を生成できるVLBAを使用して、有名なクエーサー3C 273でブランドフォードの予測パターンの証拠を求めました。
「私たちはブランドフォードが予測したことを正確に見て、ねじれた磁場の考えを支持しました。しかし、そのような分野では説明できない別のパターンも見られました」とZavala氏は語った。
専門用語では、ねじれた磁場は、ジェットの幅を横切って見たときに電波の整列（偏波）が回転する量に、定常的な変化または勾配を引き起こすはずです。その勾配はVLBA観測で現れました。ただし、ねじれた磁場では、同様に整列または分極された波の割合は、ジェットの中心で最大になり、エッジに向かって着実に減少します。代わりに、観測により、エッジに向かって増加する偏光のパーセンテージが示されました。
それは、天文学者が言うには、ねじれた磁場モデルに何か問題があるか、その影響が、ジェットとそれが貫通している星間物質との間の相互作用によって洗い流されているということです。 「いずれにせよ、理論家たちはこれがどのように起こり得るかを理解するために働かなければならない」とザバラは言った。
新しい結果が通知されたとき、ブランドフォードは言った、「これらの観察は理論のさらなる発展を保証するのに十分良いです。」
3C 273は天文学で最も有名なクエーサーの1つであり、1963年に非常に遠い天体として認められた最初の人物でした。オブジェクトの可視光スペクトルのパターンを突然認識し、その距離を即座に計算できるようにしました。彼は後に「この展開に驚いた…」と書いた。数分後、彼は廊下で別のクエーサーを研究していた同僚のジェシー・グリーンスタインと会った。さらに数分のうちに、2番目のものもかなり離れていることがわかりました。 3C 273はおとめ座で地球から約20億光年あり、中程度のサイズのアマチュア望遠鏡で見ることができます。
VLBAは、それぞれ直径25メートル（82フィート）、重量240トンの皿を備えた10個の電波望遠鏡アンテナのシステムです。ハワイ島のマウナケアからアメリカ領ヴァージン諸島のセントクロアまで、VLBAは5,000マイルを超えており、地球上や宇宙にある望遠鏡の最も鮮明な視界を天文学者に提供します。 1993年に献身したVLBAは、ニューヨークに立ち、ロサンゼルスで新聞を読むのと同等の細部を見ることができます。
「VLBAの非常に鋭いラジオ「ビジョン」は、この作業を行うために絶対に必要でした」とZavalaは説明しました。 「3C273のジェットを検出できる最高の無線周波数を使用して、得られる詳細を最大化しました。この努力は、優れた科学で報われました」
National Radio Astronomy Observatoryは、全米科学財団の施設であり、Associated Universitys、Inc.との協力協定に基づいて運営されています。
元のソース：NRAOニュースリリース
