Τα νέφη αερίων αποκαλύπτουν την αληθινή φύση των απόμακρων κβάζαρ

Από σελίδα του ABC News, 21 Απριλίου 2003

	Πώς τα διαστρικά νέφη αερίου ενεργούν σαν ένα τηλεσκόπιο.

Τα διαστρικά νέφη αερίων μετατρέπονται σε γιγαντιαία τηλεσκόπια που μπορούν να εξετάσουν τις ιδιότητες των απόμακρων κβάζαρ, χρησιμοποιώντας μια νέα και ισχυρή τεχνική που αναπτύσσεται τώρα από Αυστραλούς αστρονόμους.

Τα διαστρικά νέφη αερίων χρησιμοποιήθηκαν για "να ενισχύσουν" τα απόμακρα αντικείμενα από την Hayley Bignall, στο Joint Institute for VLBI στην Ευρώπη (JIVE) στην Ολλανδία και δημοσιεύθηκαν πρόσφατα στο Astrophysical Journal.

Η Bignall χρησιμοποίησε μια νέα τεχνική γνωστή ως "σύνθεση γήινης τροχιάς" κάτι που της επέτρεψε να κάνει μια λεπτομερή εξέταση στα απόμακρα αντικείμενα, τα κβάζαρ. Οι γαλαξίες αυτοί, με ισχυρές μαύρες τρύπες στον πυρήνα τους, είναι τόσο μακριά που λίγα είναι γνωστά για αυτούς. Μια από τις ερωτήσεις που ενδιαφέρουν την Bignall και τους συναδέλφους της είναι με ποιο τρόπο η ενέργεια διοχετεύεται έξω από τη μαύρη τρύπα.

Τα τρέχοντα τηλεσκόπια τείνουν να θεωρήσουν τα κβάζαρ ως ένα απλό σημείο φωτός στον ουρανό - το σημείο που θεωρείται ότι είναι το μέρος του κβάζαρ, που απελευθερώνει την ενέργεια. Η νέα τεχνική επιτρέπει ανάλυση της λεπτομέρειας 10.000 φορές καλύτερη από το διαστημικό τηλεσκόπιο Hubble, και 100 φορές καλύτερη λεπτομέρεια από αυτή που μπορεί να φανεί από οποιαδήποτε άλλη τρέχουσα τεχνική στην αστρονομία. Αυτή η μέθοδος είναι τόσο ισχυρή, που είναι σαν να είσαι σε θέση να δεις ένα κύβο ζάχαρης πάνω στο φεγγάρι.

Οι αρχές της μεθόδου, που χρησιμοποιεί μια πολύ στενή ζώνη των ραδιοκυμάτων (μεταξύ 3 και 30 εκατοστών), προτάθηκαν αρχικά το 2002 από τους Αυστραλούς ερευνητές Jean-Pierre Macquart, του Πανεπιστημίου Groningen στην Ολλανδία και  Δαβίδ Jauncey.

Η μέθοδος στηρίζεται στην ατμοσφαιρική αναταραχή - ένα παρόμοιο φαινόμενο με αυτή που αναγκάζει τα αστέρια να σπινθηρίζουν. Τα αστέρια γίνονται φωτεινότερα και τρεμοπαίζουν ανάλογα σε ποιο τμήμα της γήινης ατμόσφαιρας διαπερνά το φως τους. Μερικά μέρη της ατμόσφαιρας θα εστιάσουν το φως των άστρων και θα το ενισχύσουν όπως ένας φακός, ενώ άλλα μέρη θα το διασκορπίσουν και θα αναγκάσουν έτσι τα άστρα να εμφανίζονται πιο αμυδρά.

Ομοίως, τα ραδιοκύματα από τα απόμακρα κβάζαρ γίνονται εντονότερα και η ακτινοβολία τους αυξομειώνονται καθώς λάμπουν μέσω των κινούμενων νεφών του φορτισμένου διαστρικού αερίου στο Γαλαξία μας.

Ενώ η ακτινοβολία των κβάζαρ θεωρήθηκε ότι είναι μια εγγενής ιδιότητα των κβάζαρ, οι παρατηρήσεις από την Bignall - που χρησιμοποιεί μια συμπαγή σειρά τηλεσκοπίων της Αυστραλίας, μια ομάδα έξι αστρονομικών κεραιών, σε σχήμα πιάτων, των 22 μέτρων στο Narrabri - έχουν δείξει ότι δεν είναι έτσι.

Η ομάδα της Bignall παραακολούθησε τις μεταβολές στη φωτεινότητα ενός κβάζαρ, του PKS 1257-326, το οποίο είναι περίπου 4 εκατομμύρια έτη φωτός από τη Γη. Διαπίστωσαν ότι η μεταβολή της λάμψης (του σπινθηρίσματος) του ακολουθούσε έναν ετήσιο κύκλο, ο οποίος αντιστοιχούσε στη μετακίνηση της Γης και των διαστρικών νεφών αερίου.

Το διαστρικό αέριο κινείται περίπου 30 km/sec, ενώ η κίνηση της Γης γύρω από τον ήλιο γίνεται με 25 km/sec. Για έξι μήνες του έτους, τα νέφη αερίου είναι συγχρονισμένα με τη Γη, και για έξι μήνες ακολουθούν αντίθετες κατευθύνσεις.

Όταν είναι σε συγχρονισμό οι κινήσεις τους (κατά τη διάρκεια του χειμώνα στο Νότιο ημισφαίριο) ο σπινθηρισμός είναι πιο αργός. Όταν κινούνται σε αντίθετες κατευθύνσεις (κατά τη διάρκεια του καλοκαιριού στο Νότιο ημισφαίριο), ο σπινθηρισμός είναι γρηγορότερος.

΄Καταλήγουμε ότι ο σπινθηρισμός της ακτινοβολίας του κβάζαρ συνδέεται με τη Γη και το Γαλαξία μας", είπε ο Δαβίδ Jauncey. "Αυτό το γεγονός είναι απόδειξη ότι ο σπινθηρισμός που βλέπουμε δεν είναι στα αστέρια μας, αλλά σε μας," πρόσθεσε.

Το συμπέρασμα ότι τα ίδια τα κβάζαρ δεν σπινθηρίζουν είναι το πρώτο βήμα στην καλύτερη κατανόηση αυτών των απόμακρων αντικειμένων, αλλά εντούτοις αρκετά σημαντικό για τον Jauncey να το περιγράψει ως "μετατόπιση παραδείγματος" (paradigm shift).

Οι ερευνητές ήταν σε θέση να συσχετίσουν την ακτινοβολία, που 'τρεμοπαίζει', του κβάζαρ με τη μορφή του. Όταν σύγκριναν το σπινθηρισμό δύο διαφορετικών ραδιοσυχνοτήτων βρήκαν την ίδια χρονική μεταβολή, αλλά καθυστερούσε μόνο ο χρόνος. "Αυτό προτείνει ότι το κβάζαρ είναι σε μια ευθεία," εξηγεί ο Jauncey. "Και τότε η εκπομπή της ενέργειας από τη μαύρη τρύπα είναι περισσότερη".