Десять лет гамма-телескопу «Ферми». Часть 2. Блазары

Борис Штерн
Борис Штерн

Во вто­рой ста­тье, посвя­щен­ной юби­лею про­ек­та «Фер­ми», основ­ное вни­ма­ние мы уде­лим самым ярким из дол­го­веч­ных объ­ек­тов во Все­лен­ной — бла­за­рам раз­но­го типа. В дан­ной ста­тье при­во­дят­ся рисун­ки, отоб­ра­жа­ю­щие дан­ные «Фер­ми» за 10 лет без пяти дней. Они обра­бо­та­ны авто­ром, послед­ние дан­ные (по 30 июля 2018 года) помог ска­чать Гри­го­рий Руб­цов (ИЯИ РАН). Несколь­ких дней вполне доста­точ­но, что­бы нари­со­вать про­стей­шие пред­ва­ри­тель­ные рас­пре­де­ле­ния, иллю­стри­ру­ю­щие фено­ме­но­ло­гию бла­за­ров. Пуб­ли­ка­ции же в науч­ных рефе­ри­ру­е­мых жур­на­лах, осно­ван­ные на юби­лей­ном набо­ре дан­ных, появят­ся мини­мум через несколь­ко меся­цев.

Что такое блазар

Гру­бая схе­ма актив­но­го галак­ти­че­ско­го ядра изоб­ра­же­на на рис. 1. Тяго­те­ю­щий центр, аккре­ци­он­ный диск и дже­ты. Эта схе­ма рас­про­стра­не­на по всей Все­лен­ной в раз­ных мас­шта­бах: про­то­пла­нет­ные дис­ки, ней­трон­ные звез­ды и чер­ные дыры в двой­ных систе­мах (мик­ро­ква­за­ры), нед­ра звезд при кол­лап­се (гам­ма-всплес­ки).

Рис. 1. Схема квазара
Рис. 1. Схе­ма ква­за­ра

Меха­низм тоже оди­на­ков: аккре­ци­он­ный диск почти обя­за­тель­но обра­зу­ет­ся при стя­ги­ва­нии веще­ства к тяго­те­ю­ще­му цен­тру. Если части­цы неупру­го вза­и­мо­дей­ству­ют друг с дру­гом и име­ют какой-то сум­мар­ный момент инер­ции, им не оста­ет­ся ниче­го дру­го­го, кро­ме как собрать­ся в диск. Меж­звезд­ная сре­да, стя­ги­ва­ясь в диск, увле­ка­ет с собой маг­нит­ное поле.

Поле и веще­ство проч­но свя­за­ны меж­ду собой (поле «вмо­ро­же­но» в веще­ство) из-за огром­ной про­во­ди­мо­сти кос­ми­че­ской плаз­мы, кото­рая про­яв­ля­ет­ся бла­го­да­ря огром­ным раз­ме­рам «про­вод­ни­ка» и, соот­вет­ствен­но, гигант­ской маг­нит­ной индук­ции. В неко­то­ром смыс­ле меж­звезд­ную сре­ду мож­но назвать сверх­про­во­дя­щей.

Маг­нит­ное поле со сво­ей энер­ги­ей не может исчез­нуть в кос­мо­се, как в мед­ной обмот­ке, перей­дя в теп­ло. При этом веще­ству, преж­де чем упасть в чер­ную дыру или на фор­ми­ру­ю­щу­ю­ся звез­ду, надо как-то изба­вить­ся от маг­нит­но­го поля, ина­че оно сво­ей упру­го­стью будет сопро­тив­лять­ся гра­ви­та­ции. Есть два основ­ных спо­со­ба сде­лать это. Пер­вый — пере­со­еди­не­ние петель маг­нит­но­го поля. Имен­но это про­ис­хо­дит с тур­бу­лент­ным маг­нит­ным полем Солн­ца, в резуль­та­те чего мы любу­ем­ся таким резуль­та­том сол­неч­ных вспы­шек, как поляр­ное сия­ние. Вто­рой путь изба­вить­ся от маг­нит­но­го поля — выбро­сить его подаль­ше вме­сте с вмо­ро­жен­ной плаз­мой.

В актив­ных галак­ти­че­ских ядрах, судя по все­му, рабо­та­ют оба меха­низ­ма. Пере­со­еди­не­ние маг­нит­но­го поля, по всей веро­ят­но­сти, дает жест­кое рент­ге­нов­ское излу­че­ние — оно хоть и не изо­троп­но, но све­тит в широ­кий телес­ный угол поряд­ка 2π. А выбро­сить поле мож­но вдоль оси вра­ще­ния дис­ка в две про­ти­во­по­лож­ные сто­ро­ны. Так и появ­ля­ют­ся дже­ты.

В прин­ци­пе меха­низм запус­ка дже­та поня­тен, но толь­ко в прин­ци­пе. При ряде упро­ща­ю­щих пред­по­ло­же­ний запуск не толь­ко моде­ли­ру­ет­ся на супер­ком­пью­те­рах, но и опи­сы­ва­ет­ся ана­ли­ти­че­ски. Глав­ное — вра­щать сило­вые линии маг­нит­но­го поля. Это может делать вра­ща­ю­щий­ся аккре­ци­он­ный диск, что, ско­рее все­го, име­ет место при рож­де­нии пла­нет­ных систем. В актив­ных галак­ти­че­ских ядрах добав­ля­ет­ся более экзо­ти­че­ский меха­низм: эффект Блэнд­фор­да — Зна­е­ка. Вра­ща­ю­ща­я­ся чер­ная дыра кру­тит про­стран­ство вокруг себя. Если она погру­же­на во внеш­нее маг­нит­ное поле, то она кру­тит поле вме­сте с про­стран­ством. Сило­вые линии закру­чи­ва­ют­ся, как пока­за­но на схе­ме. Части­цы плаз­мы сколь­зят вдоль сило­вых линий поля, уско­ря­ясь из-за эффек­та пра­щи. Поле не жест­кое: под нагруз­кой уско­ря­е­мой плаз­мы оно заги­ба­ет­ся назад в спи­раль, а сам джет дав­ле­ни­ем закру­чен­но­го поля уско­ря­ет­ся впе­ред до уль­тра­ре­ля­ти­вист­ских ско­ро­стей. Это очень вуль­гар­ное объ­яс­не­ние на паль­цах. Мате­ма­ти­ка это­го явле­ния слож­ней, чем мате­ма­ти­ка тор­на­до. Здесь еще игра­ет роль внеш­няя сре­да, помо­гая кол­ли­ми­ро­вать джет, т. е. пре­вра­щать его в узкую струю. Как уже упо­ми­на­лось в преды­ду­щей ста­тье, бла­зар — это актив­ное галак­ти­че­ское ядро, джет кото­ро­го направ­лен на нас.

Рекордсмен

Самый яркий бла­зар на небе — 3С 454.3. Он отно­сит­ся к типу FSRQ (Flat Spectrum Radio Quasar) — ква­за­ры боль­шой мощ­но­сти, направ­лен­ные сво­им дже­том на нас. Это дей­стви­тель­но монстр! Во вре­мя вспы­шек он намно­го ярче любо­го дру­го­го источ­ни­ка гам­ма-кван­тов. Его аккре­ци­он­ный диск излу­ча­ет 1047 эрг/​с — при­мер­но в 10 тыс. раз боль­ше, чем вся наша Галак­ти­ка во всем диа­па­зоне. Пря­мых изме­ре­ний мас­сы чер­ной дыры 3С 454.4 нет, кос­вен­ные оцен­ки ука­зы­ва­ют на поря­док вели­чи­ны мил­ли­ард сол­неч­ных масс.

Крас­ное сме­ще­ние это­го бла­за­ра — 0,859, что соот­вет­ству­ет рас­сто­я­нию 7,7 млрд све­то­вых лет. Для сво­е­го типа это доволь­но близ­кий объ­ект. К тому вре­ме­ни яркие ква­за­ры ста­ли поти­хонь­ку выми­рать, «золо­тое вре­мя» ква­за­ров — где-то меж­ду крас­ным сме­ще­ни­ем 1 и 2 — боль­ше 10 млрд лет назад.

Рис. 2. Кривая блеска ярчайшего блазара 3С 454.3 за 10 лет работы «Ферми». По горизонтали — дни, отсчитываемые от начала набора данных (04.08.2008), по вертикали — число гамма-квантов энергии выше 300 МэВ за два дня. На врезке — самый высокий пик в более крупном масштабе по времени. Ширина бина — 2,4 часа
Рис. 2. Кри­вая блес­ка ярчай­ше­го бла­за­ра 3С 454.3 за 10 лет рабо­ты «Фер­ми». По гори­зон­та­ли — дни, отсчи­ты­ва­е­мые от нача­ла набо­ра дан­ных (04.08.2008), по вер­ти­ка­ли — чис­ло гам­ма-кван­тов энер­гии выше 300 МэВ за два дня. На врез­ке — самый высо­кий пик в более круп­ном мас­шта­бе по вре­ме­ни. Шири­на бина — 2,4 часа

На рис. 2 — кри­вая блес­ка 3С 454.3 за десять лет рабо­ты «Фер­ми». Поправ­ка на нерав­но­мер­ность экс­по­зи­ция силь­но меня­ет­ся за часы, но на боль­ших про­ме­жут­ках вре­ме­ни доволь­но сла­бо.

Пер­вое, что бро­са­ет­ся в гла­за, бла­зар — вспы­хи­ва­ю­щий источ­ник (это отно­сит­ся не толь­ко к дан­но­му объ­ек­ту). В пау­зах меж­ду эпи­зо­да­ми актив­но­сти (интер­вал 1200–1600 дней) источ­ник прак­ти­че­ски исчез. На глаз вид­ны по мень­шей мере три мас­шта­ба пере­мен­но­сти: два-три года — пери­о­ды актив­но­сти и зати­шья, один-два меся­ца — мак­си­му­мы актив­но­сти и дни — высо­кие узкие пики. Годы вполне мож­но объ­яс­нить неста­биль­но­стью режи­ма аккре­ции. Меся­цы — тоже ско­рее каки­ми-то неустой­чи­во­стя­ми в аккре­ци­он­ном дис­ке. А с пере­мен­но­стью в дни, даже в день — вре­мя фрон­та нарас­та­ния самой яркой корот­кой вспыш­ки — всё слож­нее.

При мас­се чер­ной дыры в мил­ли­ард сол­неч­ных, ее гра­ви­та­ци­он­ный ради­ус — 3 млрд км. Ради­ус послед­ней внут­рен­ней ста­биль­ной орби­ты аккре­ци­он­но­го дис­ка — 10 млрд км (8 све­то­вых часов), а вре­мя обра­ще­ния по ней — несколь­ко дней. Неста­биль­но­сти аккре­ции вряд ли может давать пере­мен­ность, быст­рей, чем вре­мя обра­ще­ния по крат­чай­шей орби­те.

Ско­рее все­го, днев­ная пере­мен­ность свя­за­на с каки­ми-то явле­ни­я­ми в дже­те — удар­ны­ми вол­на­ми или пере­со­еди­не­ни­ем маг­нит­но­го поля. В этом слу­чае с быст­рой пере­мен­но­стью всё в поряд­ке бла­го­да­ря реля­ти­вист­ско­му сокра­ще­нию вре­ме­ни: всё, что про­ис­хо­дит в дже­те, сжи­ма­ет­ся по вре­ме­ни при пере­хо­де в систе­му наблю­да­те­ля в Г2 раз, где Г — лоренц-фак­тор дже­та.

Внут­ри гигант­ско­го всплес­ка, воз­мож­но, тоже есть какая-то более быст­рая пере­мен­ность, но ее не так про­сто выявить из-за пере­мен­ной экс­по­зи­ции — поле зре­ния «Фер­ми» вра­ща­ет­ся, аппа­рат пери­о­ди­че­ски попа­да­ет в Южно-Атлан­ти­че­скую маг­нит­ную ано­ма­лию, где фон столь велик, что детек­тор при­хо­дит­ся выклю­чать. Так воз­ни­ка­ет суточ­ная моду­ля­ция резуль­та­тов, ослож­ня­ю­щая ана­лиз пере­мен­но­сти на самых корот­ких вре­ме­нах.

Тип пере­мен­но­сти 3С 454.3, в общем, типи­чен для бла­за­ров. Вице-чем­пи­он по пико­вой ярко­сти 4С +21.38 (тоже монстр — FSQR со све­ти­мо­стью аккре­ци­он­но­го дис­ка 1047 эрг/​с) име­ет ана­ло­гич­ную кри­вую блес­ка.

Блазары на голодном пайке

Перей­дем к дру­го­му типу бла­за­ров — BL Lac, или «лацер­ти­ды». Свое назва­ние они полу­чи­ли по име­ни сво­е­го исто­ри­че­ски пер­во­го пред­ста­ви­те­ля, BL Lacerta. Если FSRQ — ква­зар в пери­од бур­но­го роста, то лацер­ти­ды, ско­рее все­го, — успо­ко­ив­ши­е­ся ква­за­ры, выев­шие лег­ко­до­ступ­ное веще­ство и сев­шие на голод­ный паек. Их гораз­до боль­ше на еди­ни­цу объ­е­ма, чем FSRQ, по край­ней мере в совре­мен­ной Все­лен­ной, но вид­ны они толь­ко с неболь­ших крас­ных сме­ще­ний.

Рис. 3. Кривая блеска одного из ярчайших BL Lac’ов — Mrk 421 за 10 лет работы «Ферми»
Рис. 3. Кри­вая блес­ка одно­го из ярчай­ших BL Lac’ов — Mrk 421 за 10 лет рабо­ты «Фер­ми»

Ярчай­шие из них — Мар­ка­рян-421 и Мар­ка­рян-501, обо­зна­ча­е­мые ниже как Mrk 421 и Mrk 501. Они же — одни из самых близ­ких бла­за­ров. Кри­вая блес­ка одно­го из них пока­за­на на рис. 3. Объ­ект тоже вспы­хи­ва­ет, но, в отли­чие от пред­став­лен­ных выше ярчай­ших FSRQ, не гас­нет до нуля. По дан­ным «Фер­ми» нель­зя уви­деть пере­мен­ность этих объ­ек­тов коро­че дня — здесь к про­бле­ме нерав­но­мер­ной экс­по­зи­ции добав­ля­ет­ся недо­ста­точ­ная ста­ти­сти­ка фото­нов. Эта про­бле­ма реша­ет­ся с помо­щью черен­ков­ских теле­ско­пов. Это детек­то­ры совсем дру­го­го типа — назем­ные теле­ско­пы, про­смат­ри­ва­ю­щие небо на пред­мет вспы­шек черен­ков­ско­го све­та от атмо­сфер­ных лив­ней частиц, вызван­ных гам­ма-кван­том боль­шой энер­гии. Их диа­па­зон — от сот­ни ГэВ и выше (ниж­ний порог посте­пен­но сни­жа­ет­ся). У этих уста­но­вок очень узкое поле зре­ния — надо наво­дить теле­ско­пы на объ­ект наблю­де­ния. Зато эффек­тив­ная пло­щадь у них на пять поряд­ков боль­ше, чем у «Фер­ми», и ста­ти­сти­ка гам­ма-кван­тов высо­ких энер­гий суще­ствен­но выше.

По дан­ным черен­ков­ских теле­ско­пов (MAGIC, HESS), крат­чай­ший мас­штаб пере­мен­но­сти дан­ных бла­за­ров — десят­ки минут. Это при том, что мас­са чер­ных дыр этих бла­за­ров того же поряд­ка: 109 сол­неч­ных масс, и пере­мен­ность, свя­зан­ная с аккре­ци­ей, не может быть коро­че несколь­ких дней. Зна­чит, мы име­ем дело с каки­ми-то очень быст­ры­ми про­цес­са­ми в уль­тра­ре­ля­ти­вист­ском дже­те.

Рис. 4. Спектры трех блазаров: ярчайшего из класса FSRQ 3С 454.3; ярчайшего из класса BL Lac Mrk 421; блазара TXS 0506+, от которого обнаружен поток нейтрино
Рис. 4. Спек­тры трех бла­за­ров: ярчай­ше­го из клас­са FSRQ 3С 454.3; ярчай­ше­го из клас­са BL Lac Mrk 421; бла­за­ра TXS 0506+, от кото­ро­го обна­ру­жен поток ней­три­но

Одна­ко глав­ное отли­чие BL Lac’ов от мощ­ных FSRQ — в спек­трах гам­ма-кван­тов. У пер­вых они гораз­до жест­че. На рис. 4 пока­за­ны спек­тры ярчай­ших пред­ста­ви­те­лей сво­их клас­сов.

Спек­тры постро­е­ны авто­ром на ско­рую руку, с уче­том зави­си­мо­сти эффек­тив­но­сти детек­то­ра от энер­гии, но без уче­та энер­ге­ти­че­ской зави­си­мо­сти угло­во­го раз­бро­са. Послед­ний дает неболь­шое зани­же­ние точек при энер­ги­ях в рай­оне и ниже 1 ГэВ. По гори­зон­та­ли — деся­тич­ный лога­рифм энер­гии, по вер­ти­ка­ли — лога­рифм чис­ла частиц в бине, умно­жен­но­го на их энер­гию (в про­из­воль­ных еди­ни­цах, общих для всех спек­тров). Такое пред­став­ле­ние спек­тров (SED, Spectral Energy Distribution) обще­при­ня­то в аст­ро­фи­зи­ке высо­ких энер­гий — оно пока­зы­ва­ет рас­пре­де­ле­ние мощ­но­сти по раз­ным энер­ге­ти­че­ским диа­па­зо­нам.

Ква­зар 3С 454.3 по абсо­лют­ной све­ти­мо­сти в гам­ма-кван­тах более чем на три поряд­ка мощ­ней, чем Mrk 421, про­сто он гораз­до даль­ше. Раз­ни­ца в све­ти­мо­сти аккре­ци­он­но­го дис­ка еще боль­ше. Отсю­да и раз­ни­ца в жест­ко­сти спек­тра. Яркий свет для уско­ря­е­мых частиц — как вяз­кая сре­да, осо­бен­но если это элек­тро­ны (и пози­тро­ны). При­чем осно­ву све­ти­мо­сти тако­го мощ­но­го ква­за­ра долж­ны давать имен­но элек­тро­ны и пози­тро­ны. Если их там изна­чаль­но не было, они рож­да­ют­ся пара­ми в таком коли­че­стве, что по чис­лу на поряд­ки пре­вос­хо­дят чис­ло про­то­нов в дже­те.

Более того, в спек­трах бла­за­ров вид­ны при­зна­ки погло­ще­ния гам­ма-кван­тов энер­гии 3–20 ГэВ рас­се­ян­ным и пере­ра­бо­тан­ным све­том аккре­ци­он­но­го дис­ка (см. arXiv:1408.0793v1). Это погло­ще­ние вызва­но про­цес­сом γ1 + γ2 → e+ e-, где γ1 — гам­ма-квант боль­шой энер­гии, γ2 — фотон Лай­ман-аль­фа линии водо­ро­да.

Из-за это­го про­цес­са в спек­тре ярких FSRQ воз­ни­ка­ют харак­тер­ные изло­мы, кото­рые осо­бен­но хоро­шо вид­ны в сум­мар­ном спек­тре мно­гих бла­за­ров. Это зна­чит, что излу­че­ние гам­ма-кван­тов идет из «цен­траль­но­го пар­се­ка», где хва­та­ет уль­тра­фи­о­ле­то­во­го излу­че­ния, что­бы погло­тить часть гам­ма-кван­тов. Это, в свою оче­редь, ука­зы­ва­ет на то, что джет уско­ря­ет­ся доста­точ­но быст­ро, что мож­но обес­пе­чить толь­ко про­цес­сом Блэнд­фор­да — Зна­е­ка: чер­ной дырой в маг­нит­ном поле.

С дру­гой сто­ро­ны, на одной из карт «Радио­астро­на» виден джет, широ­кий пря­мо у осно­ва­ния, что соот­вет­ству­ет запус­ку от аккре­ци­он­но­го дис­ка (Nature Astronomy, 2018. Vol. 2. P. 472–477). В прин­ци­пе, никто не запре­ща­ет испус­кать сра­зу два дже­та, вло­жен­ных один в дру­гой: узкий и быст­рый по цен­тру и широ­кий, более мед­лен­ный по пери­фе­рии.

Источник нейтрино

Рис. 5. Гамма-кванты, зарегистрированные «Ферми» от блазара TXS 0506 +38. Каждому фотону соответствует крестик; по горизонтали — время прибытия, по вертикали — логарифм энергии (МэВ). Горизонтальная полоса показывает время регистрации избытка нейтрино энергии 10–40 ТэВ с направления TXS 0506 +056 (конец 2014 — начало 2015 года). Вертикальная стрелка — время регистрации одиночного нейтрино энергии выше 200 ТэВ
Рис. 5. Гам­ма-кван­ты, заре­ги­стри­ро­ван­ные «Фер­ми» от бла­за­ра TXS 0506 +38. Каж­до­му фото­ну соот­вет­ству­ет кре­стик; по гори­зон­та­ли — вре­мя при­бы­тия, по вер­ти­ка­ли — лога­рифм энер­гии (МэВ). Гори­зон­таль­ная поло­са пока­зы­ва­ет вре­мя реги­стра­ции избыт­ка ней­три­но энер­гии 10–40 ТэВ с направ­ле­ния TXS 0506 +056 (конец 2014 — нача­ло 2015 года). Вер­ти­каль­ная стрел­ка — вре­мя реги­стра­ции оди­ноч­но­го ней­три­но энер­гии выше 200 ТэВ

Спек­тры BL Lac’ов гораз­до жест­че: энер­гия, излу­ча­е­мая гам­ма-кван­та­ми не убы­ва­ет в сот­нях ГэВ и даже в ТэВах (это видят черен­ков­ские теле­ско­пы). Даль­ше гам­ма-кван­ты погло­ща­ют­ся по доро­ге из-за вза­и­мо­дей­ствия с инфра­крас­ным фоном, кото­рым галак­ти­ки запол­ни­ли Все­лен­ную. Поэто­му мы не можем ска­зать, как дале­ко тянет­ся спектр гам­ма-кван­тов BL Lac’ов. Зато недав­но было заре­ги­стри­ро­ва­но ней­три­но с энер­ги­ей выше 200 ТэВ от «рядо­во­го» бла­за­ра TXS 0506 +056 — тоже BL Lac (см. trv-science.ru/2018/07/17/pervyj-krik-nejtrinnoj-astronomii/). Его спектр, усред­нен­ный по 10 годам, пока­зан на рис. 5. Он мяг­че, чем спектр близ­ко­го Mrk 421, что есте­ствен­но — пер­вый нахо­дит­ся в трех­стах с лиш­ним мил­ли­о­нов све­то­вых лет, вто­рой — в четы­рех мил­ли­ар­дах, поэто­му жест­кая часть его спек­тра силь­но погло­ще­на.

На рис. 5 пока­зан гра­фик при­бы­тия фото­нов от TXS 0506 +056. Вид­но, что «пач­ка» ней­три­но, при­шед­шая в кон­це 2014 — нача­ле 2015 года, соот­вет­ству­ет всплес­ку излу­че­ния гам­ма-кван­тов. Вспыш­ка, соот­вет­ству­ю­щая оди­ноч­но­му ней­три­но, здесь не вид­на, но она хоро­шо выра­же­на в дан­ных черен­ков­ско­го теле­ско­па MAGIC (Science 361, eaat1378 (2018), arxiv.org/abs/1807.08816).

Воз­ни­ка­ет есте­ствен­ный вопрос: поче­му ней­три­но уви­де­ли от более дале­ко­го и сла­бо­го бла­за­ра? В абсо­лют­ной све­ти­мо­сти TXS 0506 на поря­док ярче, но тут важ­на наблю­да­е­мая све­ти­мость, по кото­рой Mrk 421 ярче на поря­док. Воз­мож­ны раз­ные объ­яс­не­ния, напри­мер:

  • На энер­гии 200 ТэВ суще­ствен­но погло­ще­ние ней­три­но Зем­лей. Mrk 421 нахо­дит­ся на севе­ре, TXS 0506 — на юге. Поток ней­три­но такой энер­гии осла­бе­ва­ет при­мер­но в три раза, прой­дя через Зем­лю. Такое объ­яс­не­ние при­во­дит­ся в ста­тье кол­ла­бо­ра­ции Ice Cube (arxiv.org/abs/1807.08794).
  • Для излу­че­ния ней­три­но важ­ны не толь­ко уско­рен­ные про­то­ны, еще нуж­на мишень для них. Мише­нью для излу­че­ния гам­ма-кван­тов может быть свет. Мише­нью для излу­че­ния ней­три­но, ско­рее все­го, слу­жат части­цы меж­звезд­ной сре­ды. Соот­но­ше­ние плот­но­сти того и дру­го­го может силь­но раз­ли­чать­ся.

В заклю­че­ние спи­сок основ­ных вопро­сов отно­си­тель­но дже­тов ква­за­ров, вне зави­си­мо­сти от того, куда они направ­ле­ны.

— Отку­да запус­ка­ет­ся джет: из внут­рен­них обла­стей аккре­ци­он­но­го дис­ка или из близ­кой окрест­но­сти чер­ной дыры? Погло­ще­ние в спек­трах FSRQ гово­рит ско­рее о вто­ром, хотя наблю­де­ние «Радио­астро­на» сви­де­тель­ству­ет в поль­зу пер­во­го. Вполне воз­мож­но, что рас­про­стра­нен ком­би­ни­ро­ван­ный вари­ант.

— Какие уско­ря­е­мые части­цы ответ­ствен­ны за основ­ное излу­че­ние дже­та? В слу­чае FSRQ это явно элек­трон-пози­трон­ные пары. В слу­чае BL Lacc ради­каль­но более жест­ки­ми спек­тра­ми это, ско­рее все­го, про­то­ны. Во-пер­вых, про­то­ны лег­че уско­рить, их поте­ри мень­ше в мил­ли­он раз. Во-вто­рых, спек­тры BL Lac’ов похо­жи на кас­кад­ные спек­тры — когда началь­ная части­ца име­ет очень высо­кую энер­гию, а ее потом­ки рав­но­мер­но запол­ня­ют лога­риф­ми­че­скую шка­лу энер­гии. Ну и све­жий аргу­мент в поль­зу про­то­нов — ней­три­но.

— Каков меха­низм уско­ре­ния частиц в дже­те? Внут­рен­ние удар­ные вол­ны? Плаз­мен­ные неустой­чи­во­сти? Тур­бу­лент­ность? Гра­ни­ца дже­та? Кон­сен­су­са здесь не суще­ству­ет, и дис­кус­сия на эту тему выхо­дит за рам­ки дан­ной ста­тьи.

Обыч­но при запус­ке ново­го боль­шо­го инстру­мен­та слив­ки сни­ма­ют­ся за два-три года. Но потом про­дол­жа­ет­ся отлад­ка, накоп­ле­ние ста­ти­сти­ки, реги­стра­ция новых собы­тий, уточ­не­ние кар­ти­ны и каче­ствен­но новые резуль­та­ты. Поэто­му оста­ет­ся поже­лать чле­нам коман­ды «Фер­ми», что­бы их дети­ще бла­го­по­луч­но про­ра­бо­та­ло до сле­ду­ю­ще­го юби­лея.

Борис Штерн,
вед. науч. сотр. ИЯИ РАН, глав­ный редак­тор ТрВ-Нау­ка

Если вы нашли ошиб­ку, пожа­луй­ста, выде­ли­те фраг­мент тек­ста и нажми­те Ctrl+Enter.

Связанные статьи

5 комментариев

  1. «Самый яркий бла­зар на небе — 3С 454.3. Он отно­сит­ся к типу FSRQ (Flat Spectrum Radio Quasar) — ква­за­ры боль­шой мощ­но­сти, направ­лен­ные сво­им дже­том на нас.»
    Выплеск на врез­ке рис.2 заре­ги­стри­ро­ван 16–21 нояб­ря 2011 г. Любо­пыт­но – 19 нояб­ря 2010 г в Мала­ви проф­со­ю­зы про­ве­ли марш про­те­ста про­тив уве­ли­че­ния пен­си­он­но­го воз­рас­та до 55 лет, так как сред­няя про­дол­жи­тель­ность жиз­ни в этом госу­дар­стве состав­ля­ет 50 лет. :) https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9D%D0%BE%D1%8F%D0%B1%D1%80%D1%8C_2010_%D0%B3%D0%BE%D0%B4%D0%B0

    1. Допу­стил опе­чат­ку в дате выплес­ка – пра­виль­но …16−21 нояб­ря 2010 г. Инте­рес­но, какой выплеск зафик­си­ру­ет «Фер­ми» в слу­чае, если такой же марш орга­ни­зу­ют рос­сий­ские про­фcо­ю­зы. :)

  2. Mentioned in the text 200 Gev neutrino event is really the 200 Tev event in the Ice Cube, isn’t it?
    otherwise, it is a great, very well written popular article.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Оценить: 
Звёзд: 1Звёзд: 2Звёзд: 3Звёзд: 4Звёзд: 5 (5 оценок, среднее: 4,60 из 5)
Загрузка...
 
 
 

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: