Наземно-космический интерферометр «РадиоАстрон» получил изображение ядра активной галактики с рекордным угловым разрешением в истории астрономии.

    Российский космический радиотелескоп «Радиоастрон» совместно с 15 наземными радиотелескопами из России (сеть «Квазар-КВО»), Европы и США, во время наблюдений активного ядра галактики в созвездии Ящерицы, объекта BL Lacertae, получил изображения с самым высоким угловым разрешением в истории астрономии. Учёные смогли разглядеть на них особенности структуры джетов – гигантских струй вещества, которые выбрасывает сверхмассивная черная дыра в центре этой галактики, и восстановить структуру магнитного поля говорится в статье, опубликованной в Astrophysical Journal.

    Интерферометрия со сверхдлинной базой (РСДБ или VLBI) используется в радиоастрономии с 1974 года, она основана на наблюдении одного и того же объекта с помощью нескольких независимых радиотелескопов, разделённых определенным расстоянием (его называют «базой») и «складывании» полученных сигналов. Полученная «картинка» эквивалентна той, которую мог бы дать гигантский радиотелескоп с диаметром зеркала равным расстоянию между телескопами интерферометра. Развитие этого метода наблюдений сдерживалось физическим барьером – телескопы нельзя было разнести на расстояние большее, чем диаметр Земли. С конца 1970-х годов астрофизик Николай Кардашев и его коллеги разрабатывали проект наземно-космического интерферометра, который мог бы преодолеть это ограничение.

    В 2011 году этот проект был осуществлён, на орбиту был выведен космический аппарат «Спектр-Р». На нем был установлен радиотелескоп с диаметром зеркала 10 метров, что позволило создать самый большой в истории наземно-космический радиоинтерферометр с базой практически равной расстоянию до Луны. С момента своего запуска «Радиоастрон» успешно работает и проводит совместные наблюдения с крупнейшими радиотелескопами Земли.

    В ходе сеанса наблюдений, проведённого на самой короткой длине волны интерферометра(1,3 см) с  участием 15 наземных радиотелескопов, ученые смогли добиться рекордного углового разрешения – 21 микросекунда дуги.

    «Это более чем тысячу раз лучше разрешения космического телескопа "Хаббл", оптический телескоп с таким угловым разрешением мог бы разглядеть спичечный коробок на поверхности Луны», - говорит руководитель научной программы проекта из Астрокомического центра ФИАН Юрий Ковалев.

Самый крупный астрономический телескоп в истории.
При наблюдениях галактики BL Lacertae в созвездии Ящерицы на длине волны 1.3 см,
РадиоАстрон сформировал виртуальный телескоп размером в 8 диаметров Земли. В результате этих наблюдений удалось разрешить структуры размером в 6 тысяч астрономических единиц (одна астрономическая единица соответствует расстоянию от Земли до Солнца). Это примерно в 30 меньше, чем облако Оорта в Солнечной системе и в 45 раз меньше, чем расстояние от Солнца до ближайшей звезды Альфа Центавра. На рисунке проведено сравнение полученного изображения галактики BL Lacertae с Солнцем или Альфа Центавра, если бы последние находились на том же расстоянии, что и BL Lacertae.
(© MPIfR/А. Лобанов)

    Он и его коллеги наблюдали за поведением объекта BL Lacertae. Это блазар, сверхмассивная черная дыра, окруженная диском плазмы, разогретой до температур в миллиарды градусов. Мощные магнитные поля и высокие температуры формируют джеты – струи газа длиной до нескольких световых лет. Теоретические модели предсказывали, что из-за вращения черной дыры и аккреционного диска, линии магнитного поля должны формировать спиральные структуры, которые в свою очередь ускоряют поток вещества в джетах. Ученым с помощью «Радиоастрона» смогли увидеть эти спиральные структуры, а также зоны ударной волны в области формирования джета, что позволило лучше понять как работают эти самые мощные во Вселенной источники излучения.

    «Ядро галактики оказалось экстремально горячим. Если бы мы попытались воспроизвести эти физические условия на Земле, то получили бы зону с температурой более триллиона градусов», – прокомментировал результаты научный сотрудник Института радиоастрономии общества Макса Планка Андрей Лобанов.

И. Ферапонтов для АНИ «ФИАН-информ»

    В дополнение, научной группой подготовлен видеоматериал с рассказом о полученных результатах (для просмотра щелкнуть мыщью на изображении):

____________________________________________________

Проект «РадиоАстрон» осуществляется Астрокосмическим центром Физического института им. П.Н. Лебедева РАН и Научно-производственным объединением им. С.А. Лавочкина по контракту с Роскосмосом совместно с многими научно-техническими организациями в России и других странах.

Оригинальная статья:
J. L. Gómez et al. "Probing the innermost regions of AGN jets and their magnetic fields with Radioastron. I. Imaging BL Lacertae at 21 microarcsecond resolution". The Astrophysical Journal, том 817, статья id. 96 (2016); препринт ArXiv:1512.04690