Моделирование джета Центавра A воспроизвело яркие края за счёт электронов вдоль поля, данные EHT

Исследователи из JMU с помощью моделирования объяснили, почему джет активной галактики Центавр A ярче по краям, чем в центре, сообщает lomazoma.com. Команда сравнила модель с измерениями Event Horizon Telescope (EHT) и с данными о поляризации Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) lomazoma.comlomazoma.comlomazoma.comОткрыть источник ↗. В модели яркие края возникают из-за поведения высокоэнергичных электронов, без особенно плотного внешнего слоя плазмы.

Электроны вдоль силовых линий

Ключевое допущение касается высокоэнергичных электронов. Если они движутся преимущественно вдоль силовых линий магнитного поля, а не хаотично во всех направлениях, излучаемое синхротронное излучение сильно зависит от ориентации локального поля. Синхротронное излучение создают быстрые заряженные частицы в магнитных полях. Поскольку силовые линии в джете могут быть спиральными, модель даёт светящийся край и сравнительно тёмный центр.

Таким образом, моделирование даёт картину, похожую на радионаблюдения. Это возможное объяснение того, почему центр джета выглядит слабее.

Сравнение с наблюдениями

Команда преобразовала результаты моделирования в искусственные данные телескопов и статистически подогнала их к измерениям EHT. Модель воспроизводит яркие края и джета, и более слабого противоджета и согласуется с основными чертами наблюдений lomazoma.comlomazoma.comlomazoma.comОткрыть источник ↗. Лучшая подгонка даёт массу около 60 миллионов масс Солнца и угол обзора около 72 градусов к оси джета; оба значения зависят от исходных допущений модели.

Расчёт и наблюдение не совпадают полностью. Вычисленная тёмная зона в центре выражена слабее, а при некоторых базах телескопов измерение и модель расходятся. К яркому краю могут вносить вклад и другие процессы, например разные скорости течения или охлаждение электронов. Подходящая картина яркости сама по себе не доказывает, что электроны движутся так, как предполагает модель.

Расчёты также дают предсказания, которые можно проверить на будущих телескопах. Измерения на более высоких частотах и за более короткие интервалы времени покажут, верно ли модель описывает временную эволюцию и поляризацию джетов. На частотах около трёх терагерц моделирование предсказывает, что может стать видна тень центральной чёрной дыры; для этого нужно заметно более высокое угловое разрешение, чем у используемых сейчас систем.

«Центавр A — наш ближайший взгляд на физику релятивистских джетов», — говорит Феликс Глазер. Кристиан М. Фромм из JMU называет удивительным, что микроскопические плазменные эффекты формируют структуры на гораздо больших масштабах lomazoma.comlomazoma.comlomazoma.comОткрыть источник ↗. Нужны дополнительные измерения, чтобы выяснить, применимо ли это объяснение к джетам других активных галактик.