ภาพ VLBA ของควาซาร์ 3C 273 โดยมีเจ็ตยาวระเบิด เครดิตรูปภาพ: NRAO คลิกเพื่อดูภาพขยาย
เมื่อนักวิจัยคู่หนึ่งเล็งกล้องโทรทรรศน์วิทยุแนวยาวมาก (VLBA) ของมูลนิธิวิทยาศาสตร์แห่งชาติไปยังควาซาร์ที่มีชื่อเสียงพวกเขาจึงหาหลักฐานเพื่อสนับสนุนทฤษฎีที่เป็นที่นิยมว่าทำไมเครื่องบินไอพ่นอนุภาคเร็วที่สุดจากควาซาร์ถึง จำกัด ลำธารแคบ ๆ พวกเขาแปลกใจที่“ อาจส่งนักทฤษฎีกลับไปที่กระดานวาดรูป” ตามที่นักดาราศาสตร์คนหนึ่งกล่าว
“ เราพบหลักฐานที่เรากำลังมองหา แต่เราก็พบหลักฐานเพิ่มเติมอีกชิ้นหนึ่งที่ดูเหมือนจะขัดแย้งกับมัน” Robert Zavala นักดาราศาสตร์จากสถานี Flagstaff ของแอริโซนากองทัพเรือสหรัฐฯ Zavala และ Greg Taylor จากหอดูดาววิทยุดาราศาสตร์แห่งชาติและ Kavli Institute of Particle Astrophysics and Cosmology นำเสนอข้อค้นพบในการประชุมของ American Astronomical Society ใน Minneapolis, Minnesota
โดยทั่วไปแล้วควาซาร์มักจะคิดว่าเป็นหลุมดำมวลมหาศาลที่แกนกาแลคซีหลุมดำที่ล้อมรอบด้วยดิสก์หมุนของวัตถุที่ถูกดึงเข้ามาในกระเพาะหลุมความโน้มถ่วงของหลุมดำอย่างไม่น่าเชื่อ ผ่านกระบวนการที่ยังไม่เป็นที่เข้าใจอย่างดีไอพ่นอันทรงพลังของอนุภาคถูกผลักออกไปด้านนอกด้วยความเร็วเกือบเท่าแสง แบบจำลองเชิงทฤษฎีที่ได้รับความนิยมกล่าวว่าเส้นสนามแม่เหล็กในดิสก์ที่หมุนอยู่นั้นบิดแน่นเข้าด้วยกันและกักขังอนุภาคที่เคลื่อนที่อย่างรวดเร็วไปสู่“ เจ็ตส์” แคบ ๆ ที่ไหลออกจากขั้วของดิสก์
ในปี 1993 Roger Blandford นักฟิสิกส์ดาราศาสตร์ของ Stanford University และ Kavli Institute ได้แนะนำว่าสนามแม่เหล็กที่บิดเบี้ยวดังกล่าวน่าจะสร้างรูปแบบที่แตกต่างกันในการจัดเรียงหรือโพลาไรเซชันของคลื่นวิทยุที่มาจากเครื่องบินไอพ่น Zavala และ Taylor ใช้ VLBA ซึ่งสามารถสร้างภาพที่มีรายละเอียดมากที่สุดของกล้องโทรทรรศน์ใด ๆ ในทางดาราศาสตร์เพื่อค้นหาหลักฐานของรูปแบบการทำนายของ Blandford ในควาซาร์ที่รู้จักกันดีชื่อว่า 3C 273
“ เราเห็นสิ่งที่แบลนด์ฟอร์ดทำนายไว้สนับสนุนความคิดของสนามแม่เหล็กที่บิดเบี้ยว อย่างไรก็ตามเรายังเห็นรูปแบบอื่นที่ไม่ได้อธิบายโดยเขตข้อมูลดังกล่าว” Zavala กล่าว
ในทางเทคนิคสนามแม่เหล็กที่บิดเบี้ยวควรทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงอย่างต่อเนื่องหรือการไล่ระดับสีในปริมาณที่การจัดตำแหน่ง (โพลาไรเซชัน) ของคลื่นวิทยุถูกหมุนเมื่อมองผ่านความกว้างของเจ็ต การไล่ระดับสีนั้นปรากฏขึ้นในการสังเกต VLBA อย่างไรก็ตามด้วยสนามแม่เหล็กที่บิดเบี้ยวเปอร์เซ็นต์ของคลื่นที่เรียงตัวในแนวเดียวกันหรือโพลาไรซ์ควรอยู่ในระดับที่ดีที่สุดที่ใจกลางของเจ็ทและลดลงไปทางขอบอย่างต่อเนื่อง แต่การสังเกตพบว่าร้อยละของโพลาไรเซชันเพิ่มขึ้นไปที่ขอบ
นั่นหมายความว่านักดาราศาสตร์กล่าวว่ามีบางอย่างผิดปกติกับแบบจำลองสนามแม่เหล็กที่บิดเบี้ยวหรือผลกระทบของมันจะถูกชะล้างโดยปฏิสัมพันธ์ระหว่างเจ็ทกับตัวกลางระหว่างดวงดาวที่มันผ่านการเจาะทะลุ “ ไม่ว่าจะด้วยวิธีใดนักทฤษฎีต้องทำงานเพื่อหาว่าสิ่งนี้เกิดขึ้นได้อย่างไร” Zavala กล่าว
เมื่อได้รับแจ้งผลลัพธ์ใหม่ Blandford กล่าวว่า“ การสังเกตเหล่านี้ดีพอที่จะรับประกันการพัฒนาทฤษฎีต่อไป”
3C 273 เป็นหนึ่งในควาซาร์ที่โด่งดังที่สุดในด้านดาราศาสตร์และเป็นคนแรกที่ได้รับการยอมรับว่าเป็นวัตถุที่อยู่ไกลมากในปี 1963 นักดาราศาสตร์ของคาลเทคมาร์เท่นมาร์เท่นชมิดท์ทำงานบทความวิทยาศาสตร์สั้น ๆ เกี่ยวกับ 3C273 ในช่วงบ่าย ทันใดนั้นก็จำรูปแบบในสเปกตรัมแสงที่มองเห็นได้ของวัตถุซึ่งทำให้สามารถคำนวณระยะทางได้ทันที เขาเขียนในภายหลังว่า“ ฉันรู้สึกทึ่งกับการพัฒนานี้…” เพียงไม่กี่นาทีต่อมาเขาก็พูดว่าเขาได้พบกับเพื่อนร่วมงานของเขาเจสซี่กรีนสไตน์ซึ่งกำลังศึกษาควาซาร์อีกแห่งอยู่ที่โถงทางเดิน ในอีกไม่กี่นาทีพวกเขาพบว่าคนที่สองก็ค่อนข้างห่างไกล 3C 273 อยู่ห่างจากโลกประมาณสองพันล้านปีแสงในกลุ่มดาวราศีกันย์และมองเห็นได้ในกล้องโทรทรรศน์มือสมัครเล่นขนาดกลาง
VLBA เป็นระบบเสาอากาศวิทยุ - กล้องโทรทรรศน์สิบตัวแต่ละตัวมีเส้นผ่าศูนย์กลาง 25 เมตร (82 ฟุต) และมีน้ำหนัก 240 ตัน จาก Mauna Kea บนเกาะใหญ่ของฮาวายไปจนถึง St. Croix ในหมู่เกาะเวอร์จินของสหรัฐอเมริกา VLBA ครอบคลุมกว่า 5,000 ไมล์ให้นักดาราศาสตร์ได้เห็นภาพที่คมชัดที่สุดของกล้องโทรทรรศน์ใด ๆ บนโลกหรือในอวกาศ VLBA ซึ่งก่อตั้งขึ้นในปี 2536 มีความสามารถในการดูรายละเอียดที่เทียบเท่ากับความสามารถในการยืนในนิวยอร์กและอ่านหนังสือพิมพ์ในลอสแองเจลิส
“ การมองเห็น ’ทางวิทยุที่คมชัดที่สุดของ VLBA เป็นสิ่งที่จำเป็นอย่างยิ่งในการทำงานนี้” Zavala อธิบาย “ เราใช้ความถี่วิทยุที่สูงที่สุดซึ่งเราสามารถตรวจจับเครื่องบินเจ็ทของ 3C273 เพื่อเพิ่มรายละเอียดให้มากที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้
หอดูดาววิทยุดาราศาสตร์แห่งชาติเป็นสิ่งอำนวยความสะดวกของมูลนิธิวิทยาศาสตร์แห่งชาติดำเนินการภายใต้ข้อตกลงความร่วมมือโดย Associated Universities, Inc.
แหล่งต้นฉบับ: NRAO News Release
