Zvláštní úsilí o zobrazení slabé, gigantické vývrtky vystopované rychlými protony a elektrony vystřelenými z tajemného mikquasaru se vyplatilo dvojici astrofyziků, kteří získali nové vhledy do vnitřního fungování zvířete a také vyřešili dlouhodobý spor o vzdálenost objektu.
Astrofyzici využili radioteleskopu Very Large Array (VLA) National Science Foundation k zachycení nejmenších detailů, jaké byly dosud pozorovány v plazmatických tryskách vycházejících z mikrokvaru SS 433, což byl objekt, který se kdysi nazýval „záhadou století“. Výsledkem je, že změnili chápání proudů vědci a vyřešili spor na jeho vzdálenost „bez jakékoli rozumné pochybnosti,“ uvedli.
SS 433 je neutronová hvězda nebo černá díra obíhající „normální“ doprovodnou hvězdou. Silná gravitace neutronové hvězdy nebo černé díry vtáhne materiál z hvězdného větru svého společníka do akrečního disku materiálu těsně kroužícího v hustém centrálním objektu před tím, než se na něj přitáhne. Tento disk pohání trysky rychlých protonů a elektronů směrem ven z jeho pólů asi čtvrtinou rychlosti světla. Disk v SS 433 se zakolísal jako dětský top a způsobil, že jeho trysky sledovaly vývrtku po obloze každých 162 dní.
Nová studie VLA naznačuje, že rychlost vypuzovaných částic se v průběhu času mění, na rozdíl od tradičního modelu pro SS 433.
"Zjistili jsme, že skutečná rychlost kolísá mezi 24 až 28 procenty světelné rychlosti, na rozdíl od toho, aby zůstala konstantní," řekla Katherine Blundell z Oxfordské univerzity ve Velké Británii. "Je úžasné, že trysky, které jdou oběma směry, mění své rychlosti současně a vytvářejí stejné rychlosti v obou směrech v kterémkoli daném okamžiku," dodal Blundell. Blundell spolupracoval s Michaelem Bowlerem, také z Oxfordu. Zjištění vědců byla přijata Astrophysical Journal Letters.
Nový obrázek VLA ukazuje dvě plné otáčky vývrtky trysek na obou stranách jádra. Analýza obrazu ukázala, že kdyby materiál přišel z jádra konstantní rychlostí, dráhy paprsků by přesně neodpovídaly detailům obrazu.
"Simulováním vystřelování při různých rychlostech jsme byli schopni vyrobit přesnou shodu s pozorovanou strukturou," vysvětlil Blundell. Vědci nejprve provedli svůj zápas s jednou z trysek. "Potom jsme byli ohromeni, když jsme viděli, že různé rychlosti, které odpovídaly struktuře jednoho paprsku, přesně reprodukovaly cestu druhého paprsku," řekl Blundell. Přizpůsobení rychlostí ve dvou tryskách reprodukovalo pozorovanou strukturu, a to i tím, že protože se jeden paprsek od nás blíží mnohem vzdálenější než druhý, k dosažení nám od něj trvá déle, dodala.
Astrofyzici spekulují, že změny rychlosti vyhazování mohou být způsobeny změnami rychlosti, jakou je materiál přenášen z doprovodné hvězdy na akreční disk.
Podrobný nový obrázek VLA také umožnil astrofyzikům určit, že SS 433 je od Země vzdálena téměř 18 000 světelných let. Dřívější odhady měly předmět, v souhvězdí Aquila, téměř 10 000 světelných let. Přesná vzdálenost, jak říkají vědci, jim nyní umožňuje lépe určit věk skořápky úlomků foukaných explozí supernov, která vytvořila hustý, kompaktní objekt v mikrokvaru. Přesné poznání vzdálenosti jim také umožňuje měřit skutečný jas složek mikrokarvaru, což podle nich zlepšuje porozumění fyzikálním procesům při práci v systému.
Průlomový snímek byl vytvořen pomocí 10 hodin pozorovacího času s VLA v konfiguraci, která maximalizuje schopnost VLA vidět jemné detaily. Představuje nejdelší „časovou expozici“ SS 433 při rádiových vlnových délkách, a tak zobrazuje nejmenší detaily. Představuje také nejlepší takový obraz, který lze dosáhnout pomocí současné technologie. Protože se trysky v SS 433 pohybují, jejich obraz by byl při delším pozorování „rozmazán“. Aby bylo možné vidět ještě slabší detaily v tryskách, musí astrofyzici očekávat větší citlivost rozšířené VLA, která bude k dispozici za několik let.
SS 433 byl prvním příkladem toho, co se nyní nazývá mikrokvary, binární systémy s neutronovou hvězdou nebo černou dírou obíhající jinou hvězdou a emitující trysky materiálu vysokou rychlostí. Podivný hvězdný systém obdržel na konci sedmdesátých a začátkem osmdesátých let bohaté mediální pokrytí. Článek Sky & Telescope z roku 1981 byl nazván „SS 433 - Enigma století“.
Protože se předpokládá, že mikrokvary v naší vlastní Galaxii Mléčné dráhy produkují své vysokorychlostní trysky materiálu pomocí procesů podobných těm, které produkují trysky z jader galaxií, slouží blízké mikrokvary jako pohodlná „laboratoř“ pro studium fyziky paprsků. Mikrokvary jsou blíž a vykazují změny rychleji než jejich větší bratranci.
Katherine Blundell je univerzitní výzkumná pracovnice financovaná britskou královskou společností.
Národní radioastronomická observatoř je zařízení Národní vědecké nadace, provozované na základě dohody o spolupráci společností Associated Universities, Inc.
Původní zdroj: NRAO News Release
