Неожиданные расхождения данных высокоточных измерений международной сети радиотелескопов и европейского оптического космического телескопа «Гайя» позволяют ученым определить свойства невидимых «хвостов» активных ядер галактик, которые выбрасываются сверхмассивными черными дырами к такому выводу пришли ученые МФТИ и ФИАНа. Об открытии сообщается в статье, опубликованной в журнале Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, популярно о нем рассказывает пресс-служба МФТИ.

В исследовании Юрий Ковалев и Леонид Петров из МФТИ и ФИАНа проанализировали положения активных ядер далеких галактик, полученные независимо радиоинтерферометрами со сверхдлинной базой (РСДБ) и астрометрическим телескопом «Гайя», который был запущен в 2013 году. Главной задачей телескопа является составление нового каталога миллиарда звезд нашей галактики с точными данными об их координатах и скоростях, причем точность «Гайи» будет почти в 100 раз лучше прежних аппаратов  – до 24 микросекунд дуги (для сравнения - прежний подобный аппарат «Гиппарх» собрал данные о положении миллиона звезд с точностью до одной угловой миллисекунды). 

Помимо звезд нашей Галактики телескоп видит и внегалактические объекты. Как поясняется в сообщении, на данный момент в каталоге Гайи более 100 тысяч таких объектов, причем в основном это активные ядра галактик - квазары, в центре которых находятся сверхмассивные черные дыры, окруженные аккреционным диском падающего на них вещества и испускающие от себя струи материи – джеты. Вещество, падающее в черную дыру, разогревается до крайне высоких температур и интенсивно излучает практически во всех диапазонах электромагнитного спектра. До сих пор для исследования таких объектов использовался метод радиоинтерферометрии со сверхдлинной базой (РСДБ) – это система из нескольких радиотелескопов, разнесенных на большое расстояние, работающих как одно целое. Это позволяло получить угловое разрешение в сотни раз лучше, чем у оптических телескопов. Поэтому именно в радиодиапазоне ученые могли разглядеть структуру джетов у квазаров.



Но, как пояснили ученые, в радиодиапазоне видно далеко не все: например, аккреционный диск сверхмассивной черной дыры ярок именно в оптике и ультрафиолете. Поэтому исследователи решили совместить данные из двух источников.

Сама по себе «Гайя» не дает изображений, как, например, «Хаббл», она лишь фиксирует координаты центра яркости небесного объекта. Ученые в начале 2017 года сопоставили данные о координатах квазаров по данным РСДБ-сети и «Гайи». Оказалось, что около 6% объектов продемонстрировали значительные расхождения, причем сдвиг положений соответствует направлениям джетов. По словам ученых, совместно используя данные о переменном излучении и положении квазаров по данным радиоинтерферометров и «Гайи», сало возможным воссоздать и исследовать структуру сотен очень далеких квазаров на масштабах парсек, тысячных долей угловой секунды, которые недоступны для обычных оптических телескопов, и даже для Хаббла.



«Без преувеличения можно сказать, что это открытие нового направления в наблюдательной астрофизике. Сопоставление данных радиоинтерферометров и оптических телескопов поможет нам получить информацию об аккреционных дисках вокруг черных дыр и горячих джетах в центрах галактик в видимом свете. Теперь мы лучше понимаем, как они устроены, и какие процессы там происходят», - говорит Юрий Ковалев, руководитель лаборатории фундаментальных и прикладных исследований релятивистских объектов Вселенной МФТИ, заведующий лабораторией Астрокосмического центра ФИАН.

Открытие ученых также имеет прикладное значение, поскольку наблюдения квазаров с помощью РСДБ используются для создания системы отсчета для навигации. На основе этой системы, например, ученые отслеживают движение континентов, измеряют параметры вращения Земли для системы ГЛОНАСС. Сопоставление данных РСДБ и «Гайи» показывает, что координаты AGN в оптике могут «плыть» со временем, а значит их надо использовать для навигации с осторожностью.