06.03.2007. Портрет самой главной лацертиды в гамма-лучах
Показано изображение источника BL Lac (BL Ящерицы) в жестких гамма-лучах (из статьи Альберт и др. [J. Albert et al.] astro-ph/0703084).
Впервые в жестком гамма-диапазоне удалось увидеть известное активное галактическое ядро - источник BL Ящерицы.
Наиболее яростные процессы к 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 устанавлявают на земле. В последнем 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 теперь очень серьезным конкурентом. Вот прекрасная тому иллюстрация.
Основными внегалактическими гамма-источниками являются активные ядра галактик. В этих объектах происходит аккреция вещества на сверхмассивную черную дыру. Обычно такой процес 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 т.н. лацертицы (известные также как блазары, хотя последние 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 Обозначение говорит о том, что объект был открыт как обычная переменная звезда в созвездии Ящерицы. Потом выяснилось, что это внегалактический объект. Позже было открыто довольно много галактик с активными ядрами, наблюдаемые свойства которых похожи на те, что демонстрирует BL Ящерицы.
В современных моделях различные проявления активных ядер галактик пытаются объяснить в рамках единой модели. Активное ядро включает в себя:
Лацертиды - это активные ядра, где мы смотрим практически в самое жерло, т.е. струя, вылетающая из окрестности черной дыры, направлена прямо на нас. 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 традиционно являются кандидатами для объяснения всяких высокоэнергичных феноменов (например, космических лучей сверхвысоких энергий). В жестком гамма (энергии порядка ТэВа), где наблюдения ведутся с помощью наземных телескопов, открыто уже много лацертид. Много, но не сама BL Lac, давшая название всему классу. Было много сигналов об обнаружении жесткого гамма-излучения от этого источника, но все они не подтверждались. Т.е. сигнал был слабый, на грани возможностей детектора, а последующие наблюдения на более совершенных инструментах, дали отрицательный результат.
Детальные исследования лацертид, разумеется, показали некоторую неоднородность их свойств. В первую очередь эти активные ядра подразделяют на два типа, имеющих несколько разный вид спектра. BL Lac относится к подклассу лацертид, который до сих пор не дал ни одного источника в жестком гамма. 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, имеют этот первый максимум в более жесткой области: ультрафиолетовые или рентгеновские лучи.
И вот, команде MAGIC удалось зарегистрировать излучение от BL Lac на энергиях от 0.1 до 1 ТэВа. Ученым пришлось суммировать почти 50 часов наблюдений. Учтите, что телескопы такого типа могут работать только в ясные безлунные ночи. В настоящее время MAGIC является крупнейшим инструментом в своем классе. Диаметр зеркала телескопа составляет 17 метров (у H.E.S.S. каждый из четырех телескопов имеет диаметр менее 12 метров). Поэтому не удивительно, что именно ему удалось разглядеть самую главную лацертиду. Очевидно, что на подходе обнаружения и других лацертид с первым максимумом в длинноволновой части спектра.
Черными точками в правой части рисунка отмечены новые данные, полученные с помощью установки MAGIC. Т.о., впервые прототип лацертид обнаружен в жестком гамма-диапазоне на энергиях 0.1-1 ТэВ. Спектр источника изменяется со временем. Черными символами показаны новые данные. Серыми - старые результаты наблюдений. Новые наблюдения были получены практически одновременно в радио, оптическом и гамма-диапазонах в 2005 году. Как видно, уже старые наблюдения указывали на вариации спектра, особенно в гамма-диапазоне. Например, наблюдения прибора EGRET на борту Комптоновской гамма-обсерватории (CGRO), проведенные в разное время (серые треугольники и квадраты в правой части рисунка), не согласуются друг с другом.
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. Значит, удасться проводить одновременные наблюдения активных ядер галактик во всем диапазоне спектра: от радио до ТэВных гамма-лучей. 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). Таким образом, ученые надеются окончательно разобраться с механизмом работы активных ядер галактик, в котором еще есть много интригующих неясностей.
Источник: Альберт и др. [J. Albert et al.] astro-ph/0704084