Блазари вважають одними з найскладніших для вивчення об'єктів у Всесвіті. Нова робота на arXiv повідомляє про обертання кута поляризації приблизно на 136° за близько 80 хвилин в оптичному світлі джета надмасивної чорної діри. Автори називають це найшвидшим відомим обертанням, яке майже на порядок випереджає попередні випадки.

Стаття поки що є препринтом: інформація про рецензування в джерелі відсутня. В анотації не названо конкретних телескопів. Відомо лише, що використали оптичну поляриметрію та радіоінтерферометрію з наддовгою базою (VLBI).

Чому блазари важко вивчати

Блазар — це активне ядро галактики з надмасивною чорною дірою, джет якої спрямований у бік Землі. Джет складається із плазми, що рухається зі швидкістю, близькою до світлової. Через таку геометрію проявляються релятивістські ефекти. Автори порівнюють їх із туманом, що заступає справжні властивості джета.

Один зі способів зазирнути крізь цей туман — оптична поляриметрія. Світло джета частково поляризоване, тобто його електромагнітні коливання мають переважний напрямок. Цей напрямок і ступінь упорядкованості відображають структуру магнітного поля в області, звідки світло випромінюється.

Що саме виявили

У блазарів відомий особливий феномен: кут поляризації (позначають Ψ) іноді когерентно обертається. Це означає, що магнітне поле змінюється впорядковано, а не хаотично. Таке спостерігали й раніше, і походження цих обертань обговорюють десятиліттями. Пропонували кілька моделей.

Тепер зафіксовано обертання приблизно на 136° за близько 80 хвилин. Раніше такі повороти тривали значно довше. Нове обертання швидше майже в десять разів.

Що було відомо раніше

Досі кілька моделей пояснювали, чому кут поляризації може повертатися. Частина з них пов'язана з процесами прискорення частинок у джеті. Інші спираються на геометрію потоку та релятивістські ефекти. Дані про досі відомі обертання, за словами авторів, не давали змоги остаточно обрати між ними.

Що тут нового

Поєднання двох типів спостережень дало нові обмеження. Оптична поляриметрія показує швидкі зміни поляризації. VLBI дає радіозображення структури джета з високою роздільною здатністю. Разом вони дозволили авторам відкинути різні моделі прискорення частинок.

Натомість дані, за їхніми словами, сильно вказують на релятивістські ефекти та взаємодію нерухомих і рухомих ударних хвиль. Ударна хвиля в джеті — це область, де потік плазми різко стискається й нагрівається. Нерухома хвиля лишається на місці. Рухомі хвилі пробігають джетом і взаємодіють із нею. Така взаємодія, разом зі впливом руху джета до нас, може дати дуже швидкі зміни поляризації.

Наскільки впевнені в результаті

Слід розрізняти сильні й слабкі твердження. Сам факт швидкого обертання — це результат вимірювань. Пояснення його походження автори формулюють обережніше: дані «сильно вказують» на один сценарій, а не доводять його остаточно. Йдеться про відкидання низки моделей прискорення частинок, а не про повну відповідь на питання про всі обертання поляризації у блазарів.

Крім того, це препринт. Він може змінитися після рецензування. Інші команди зможуть перевірити висновки на власних даних.

Що це означає

Хвилинна шкала змін накладає жорстку вимогу на будь-яку модель: вона має пояснювати не лише сам поворот, а й швидкість, з якою він відбувається. Тепер теоретикам доведеться враховувати цей рекорд. Практичний наслідок для спостерігачів: варто шукати подібні події в інших блазарах, де поляриметрію можна робити з високою частотою в часі.