太棒啦！天文學(xué)家發(fā)明“3D眼鏡”能以獨(dú)特的視角看到類星體！

2020-06-08 11:22 作者:博科園 0人讀過 | 我要投稿

天文學(xué)家發(fā)明一種通過類星體光的偏振來(lái)確定其起源和性質(zhì)的方法，這種新方法類似于電影院眼鏡產(chǎn)生3D圖像的方式，通過向每只眼睛提供特定偏振的光，無(wú)論是水平還是垂直的，

其研究成果發(fā)表在《皇家天文學(xué)會(huì)月刊》上，研究通過辨別類星體不同的偏振，成功地區(qū)分了來(lái)自類星體不同部分的光，即類星體的圓盤和噴流。

活動(dòng)星系核，也被稱為類星體，是有物質(zhì)圍繞著它們運(yùn)行的大質(zhì)量黑洞，射流它們發(fā)射出兩股方向相反的等離子體，以接近光速的速度進(jìn)入太空。任何大質(zhì)量的黑洞都有物質(zhì)圍繞著它運(yùn)行，慢慢地向它墜落并發(fā)光，這種物質(zhì)形成了眾所周知的吸積盤。由于一種尚未完全了解的機(jī)制，接近黑洞的部分物質(zhì)逃逸了。它被加速到巨大的速度，并以兩股對(duì)稱的熱等離子體射流形式沿著黑洞的旋轉(zhuǎn)軸噴射出來(lái)。

當(dāng)觀測(cè)到類星體時(shí)，望遠(yuǎn)鏡接收到的輻射來(lái)自噴流、吸積盤，也來(lái)自宿主星系中的恒星、塵埃和氣體。為了研究星系核，研究人員使用了一系列望遠(yuǎn)鏡。先前的研究表明：類星體各個(gè)部分發(fā)出兩種不同的光，技術(shù)上稱為明顯偏振光。大多數(shù)望遠(yuǎn)鏡工作在光學(xué)范圍內(nèi)，將銀核視為一個(gè)遙遠(yuǎn)的小點(diǎn)。如果恰好是光源，無(wú)法分辨出光來(lái)自類星體的哪個(gè)部分，以及噴流指向哪里。

光學(xué)望遠(yuǎn)鏡所能做的就是測(cè)量光的偏振，這已經(jīng)被證明包含了關(guān)于輻射起源的線索。射電望遠(yuǎn)鏡提供更好的分辨率，并產(chǎn)生揭示噴流方向的圖像。然而，這些望遠(yuǎn)鏡沒有從包括吸積盤在內(nèi)最有趣的中心區(qū)域接收到輻射。因此，天體物理學(xué)家必須結(jié)合這兩種望遠(yuǎn)鏡的優(yōu)點(diǎn)，才能對(duì)類星體進(jìn)行詳細(xì)的觀察。莫斯科物理技術(shù)研究所宇宙相對(duì)論物體基礎(chǔ)和應(yīng)用研究實(shí)驗(yàn)室負(fù)責(zé)人尤里·科瓦列夫(Yuri Kovalev)說(shuō)：

噴射輻射偏振的事實(shí)是已知的，我們結(jié)合了射電和光學(xué)望遠(yuǎn)鏡獲得的數(shù)據(jù)，表明偏振是沿著噴射方向的，由此得出的結(jié)論是：熱等離子體肯定是在一個(gè)像彈簧一樣盤繞的磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)。但還有更多的原因，該研究的合著者Alexander Plavin說(shuō)：事實(shí)證明，通過測(cè)量望遠(yuǎn)鏡接收到的光偏振程度，可以分辨出哪一部分輻射來(lái)自噴流，并確定其方向。這類似于3D眼鏡如何讓每只眼睛看到不同的圖片。

沒有其他方法可以用光學(xué)望遠(yuǎn)鏡獲得關(guān)于圓盤和射流的信息，這些發(fā)現(xiàn)對(duì)于模擬黑洞行為，研究吸積盤，以及理解活動(dòng)星系核中粒子加速到接近光速的機(jī)制都很重要。先前在活動(dòng)星系核(AGN)的射電位置(VLBI)和光學(xué)位置(GAIA)之間發(fā)現(xiàn)了從1 mAs到10 mA以上值的顯著位置偏移，它們優(yōu)先平行于微秒尺度的噴流方向發(fā)生。如果擴(kuò)展的光學(xué)射流在發(fā)射中占主導(dǎo)地位，并將GAIA質(zhì)心從源的物理核移開。

那么具有VLBI到GAIA偏移量的活動(dòng)星系核被發(fā)現(xiàn)具有有利較高的光學(xué)偏振。研究確定了活動(dòng)星系核中線偏振方向優(yōu)先與微秒尺度射流對(duì)準(zhǔn)，其中優(yōu)勢(shì)射流與環(huán)形磁場(chǎng)結(jié)構(gòu)一致，其研究發(fā)現(xiàn)支持對(duì)觀測(cè)到的位置偏移量的圓盤噴射解釋。結(jié)合VLBI和GAIA的持續(xù)觀測(cè)，將能讓研究人員在微秒尺度上重建活動(dòng)星系核中圓盤噴射系統(tǒng)的詳細(xì)模型。