Получен портрет самой главной лацертиды в гамма-лучах
|
С помощью наземного гамма-телескопа MAGIC впервые удалось увидеть в жестком гамма-диапазоне известное активное галактическое ядро — BL Ящерицы (BL Lac). Многие из объектов такого типа, названных в честь источника-прототипа лацертидами, уже были открыты в жестком гамма-диапазоне (на энергиях порядка ТэВ). Теперь наконец наступил черед самой BL Lac.
Наиболее яростные процессы в космосе часто приводят к генерации гамма-лучей. Для их изучения разработаны разные типы приборов: какие-то запускают на спутниках (поскольку гамма-лучи не проходят сквозь земную атмосферу), какие-то устанавливают на земле (в этом случае телескоп наблюдает в оптическом диапазоне вспышки, возникающие при попадании мощного гамма-кванта в атмосферу). Если до недавнего времени наземный гамма-телескоп H.E.S.S. безоговорочно лидировал, регулярно поставляя интереснейшие открытия (я искренне считаю, что создатели проекта являются потенциальными номинантами на Нобеля, а равно и на будущую премию Кавли), то вступивший недавно в строй телескоп MAGIC стал для H.E.S.S. теперь очень серьезным конкурентом. Данная новость — прекрасная тому иллюстрация.
Основными внегалактическими гамма-источниками являются активные ядра галактик. В этих объектах происходит аккреция вещества на сверхмассивную черную дыру. Обычно такой процесс приводит к появлению двух струй вещества, бьющих в противоположные стороны, перпендикулярно аккреционному диску. (О некоторых типах гамма-источников можно почитать здесь). Среди различных типов активных ядер галактик выделяются так называемые лацертиды (известные также как блазары, хотя блазары включают в себя не только лацертиды, но и некоторый класс квазаров, что и отражено в названии). Свое название эти объекты получили по источнику-прототипу — BL Lacertae (BL Lac). Обозначение говорит о том, что этот объект был открыт в созвездии Ящерицы как обычная переменная звезда.
Обозначения переменных звезд. Если у звезды, демонстрирующей переменность, имеется обозначение по каталогу Байера (например, ? Цефея), то другого обозначения ей не дают. Прочие переменные звезды обозначают в порядке их обнаружения в каждом созвездии: первую обозначают буквой R, вторую буквой S, затем T и т. д. После Z идут обозначения RR, RS, RT, и т. д. После ZZ идет AA и т. д. Букву J не используют, чтобы не путать ее с I. Когда все эти комбинации истощаются (всего их 334), то продолжают нумерацию цифрами с буквой V (variable — переменный), начиная с V335. Примеры: S Car (S Киля), RT Per (RT Персея), V557 Sgr (V557 Стрельца). (Астронет)
Сначала BL Ящерицы принимали за звезду нашей Галактики, но потом выяснилось, что это внегалактический объект (оценка красного смещения показала, что расстояние до этого объекта лишь немногим меньше миллиарда световых лет). Позже было открыто довольно много галактик с активными ядрами, наблюдаемые свойства которых (непрерывный спектр яркого ядра с очень слабыми эмиссионными линиями, сильная переменность оптического излучения и его поляризация) похожи на те, что демонстрирует BL Ящерицы. Их и стали называть лацертидами.
В наше время делаются попытки объяснить различные проявления активных ядер галактик в рамках единой модели. Активное ядро включает в себя: сверхмассивную черную дыру, на которую идет аккреция из диска, окружающего ее; пылевой тор в плоскости диска (система оказывается плоской из-за вращения черной дыры и вещества вокруг нее; вещество втекает в плоскости диска, а струи бьют перпендикулярно ей).
Основными параметрами модели оказываются: масса черной дыры, плотность поглощающего вещества в торе (если нам приходится смотреть сквозь тор, то значительная часть излучения будет поглощаться в нем) и ориентация наблюдателя относительно всей системы. Таким образом, глядя на одно и то же активное ядро с разных сторон, мы будет видеть разные проявления и, соответственно, по-разному классифицировать наблюдаемый объект.
|
В свете этой модели лацертиды — это такие активные ядра галактик, которые повернуты к наблюдателю самым жерлом: то есть направление струи, вылетающей из окрестности черной дыры, совпадает с лучом зрения. Заглядывая в недра активного ядра, минуя области поглощения, мы видим частицы, летящие прямо на нас и излучающие в направлении своего движения. Это излучение может лежать в жесткой области спектра. Поэтому лацертиды часто являются рентгеновскими и гамма-источниками и их обычно привлекают в качестве кандидатов для объяснения всяких высокоэнергичных феноменов (например, космических лучей сверхвысоких энергий).
В жестком гамма-диапазоне (энергии порядка ТэВ), где наблюдения ведутся с помощью наземных телескопов, открыто уже много лацертид. Много, но не сама BL Lacertae, давшая название всему классу. Было много сигналов об обнаружении жесткого гамма-излучения от этого источника, но все они не подтверждались: сигнал был слабый, на грани возможностей детектора, а последующие наблюдения на более совершенных инструментах давали отрицательный результат.
Детальные исследования лацертид, разумеется, показали некоторую неоднородность их свойств. В первую очередь эти активные ядра подразделяют на два типа, выделяемых по положению одного из максимумов в спектре. Тот подкласс лацертид, к которому относится BL Ящерицы, до сих пор не дал ни одного источника в жестком гамма-диапазоне. У источников этого типа первый максимум в спектре (см. рисунок) попадает в область субмиллиметровых волн или видимого света. Все лацертиды, которые ранее были обнаружены в жестком гамма-диапазоне, имеют этот первый максимум в более жесткой области — в области ультрафиолетового или рентгеновского излучения.
|
И вот команде MAGIC удалось зарегистрировать излучение от BL Lac на энергиях от 0,1 до 1 ТэВ. Для этого ученым пришлось суммировать почти 50 часов наблюдений (учтите, что телескопы такого типа могут работать только в ясные безлунные ночи!). Сейчас MAGIC — крупнейший инструмент в своем классе. Диаметр зеркала телескопа составляет 17 метров (каждый из четырех телескопов H.E.S.S. имеет диаметр менее 12 метров). Поэтому неудивительно, что именно ему удалось разглядеть самую главную лацертиду. Очевидно, что в ближайшее время надо ждать обнаружения и других лацертид с первым максимумом в длинноволновой части спектра.
В этом году планируется запуск двух гамма-обсерваторий — небольшого итальянского спутника AGILE и американского GLAST. Последний будет самым крупным детектором, когда либо работавшим в этом диапазоне. Это значит, что удастся проводить одновременные наблюдения активных ядер галактик во всем диапазоне спектра — от радио- до жесткого гамма-излучения с энергиями порядка ТэВ. Кроме того, в недалеком будущем появятся новые наземные гамма-телескопы, а существующие установки будут совершенствоваться (так, например, H.E.S.S. будет дополнен большим телескопом, существенно превосходящим MAGIC). С их помощью ученые надеются выяснить наконец механизм работы активных ядер галактик, в котором остается пока много интригующих неясностей.
Источник: J. Albert et al. Discovery of very high energy gamma-ray emission from the low-frequency peaked BL Lac object BL Lacertae // astro-ph/0704084.
Сергей Попов
