Астрономы обнаружили в Млечном Пути первый убедительный кандидат на микроблазар — двойную систему IRAS 18293−0941 с релятивистским джетом, направленным почти вдоль линии зрения на Землю. Наблюдения также показали, что противоположный джет сталкивается с плотным молекулярным облаком, где могут ускоряться частицы до петаэлектронвольтных энергий. Микроблазары представляют собой уменьшенные галактические аналоги блазаров.
У обычного блазара сверхмассивная чёрная дыра в центре далёкой галактики выбрасывает релятивистский джет почти в направлении наблюдателя. В микроблазаре происходит похожий процесс, но источником джета служит компактный объект звёздной массы в двойной системе. Такие объекты предсказывались около трёх десятилетий, однако ранее предложенные кандидаты не выдерживали детальной проверки или демонстрировали необходимую геометрию только во время кратковременных вспышек. IRAS 18293−0941 находится примерно в 3,6 килопарсека, или около 12 тысяч световых лет от Земли. Объект известен астрономам с прошлого века, но долгое время оставался плохо изученным из-за плотных облаков межзвёздной пыли, сильно ослабляющих видимый свет. Ранее его рассматривали как кандидата в массивную рентгеновскую двойную систему. Ключевые данные получили с помощью радионаблюдений VLA, Европейской сети радиоинтерферометрии со сверхдлинными базами EVN и MeerKAT.
На разных масштабах исследователи увидели компактный радиоисточник и сильно асимметричный джет: одна его сторона ярко выражена, тогда как встречный поток рядом с центральным объектом практически не виден. Такая картина соответствует релятивистскому движению вещества под небольшим углом к направлению на Землю, когда излучение приближающегося джета значительно усиливается. Положение радиоисточника совпало с координатами звезды по данным Gaia, что позволило исключить вариант, при котором за системой случайно находилось бы далёкое активное ядро другой галактики. Радиоджет действительно связан с объектом внутри Млечного Пути. Независимое подтверждение такой геометрии дали оптические наблюдения. Яркость системы изменяется с периодом 11,38 ± 0,01 суток, который исследователи связывают с орбитальным движением компонентов. Небольшая амплитуда этих изменений и отсутствие затмений указывают, что орбитальная плоскость наблюдается почти плашмя — вероятно, под углом не более примерно 30 градусов. Если джеты направлены перпендикулярно этой плоскости, один из них действительно должен быть ориентирован сравнительно близко к линии зрения.
Особенно интересной оказалась структура вокруг системы. Радиоизображения MeerKAT показывают крупную область, которую авторы интерпретируют как полость, созданную джетами в межзвёздной среде. С одной стороны поток распространяется в относительно разреженное пространство, образуя широкую и более диффузную структуру. С противоположной стороны он встречает значительно более плотное вещество. В месте предполагаемого столкновения джета с молекулярным облаком обнаружен компактный радиоисточник с нетепловым спектром. Там же наблюдается излучение ионизованного газа и нагретой пыли. Такое сочетание соответствует ударной волне, возникающей при столкновении быстрого потока вещества с плотным межзвёздным газом. Эта область представляет интерес как возможный природный ускоритель частиц. Ударные волны в конце джета способны передавать энергию протонам и другим частицам, разгоняя их до энергий, значительно превышающих достижимые в земных ускорителях. Модель авторов показывает, что IRAS 18293−0941 способен работать как источник частиц петаэлектронвольтного диапазона.
Рядом с областью столкновения находится источник сверхвысокоэнергетического гамма-излучения LHAASO J1831−1007u*. Его положение совпадает с районом, где джет достигает плотного молекулярного облака. Если ускоренные протоны действительно попадают в это облако и сталкиваются с его веществом, такие взаимодействия могут создавать гамма-кванты с энергиями выше 100 тераэлектронвольт. Однако пространственного совпадения пока недостаточно, чтобы считать IRAS 18293−0941 доказанным источником гамма-излучения LHAASO. Авторы построили физическую модель, согласующуюся с наблюдаемыми данными, но для подтверждения связи потребуются дополнительные наблюдения области взаимодействия джета с облаком. Находка представляет интерес и за пределами изучения космических лучей. Блазары с аналогичной ориентацией джетов обычно находятся в других галактиках и расположены настолько далеко, что подробно рассмотреть структуру их потоков невозможно. IRAS 18293−0941 позволяет исследовать похожую физику внутри нашей Галактики на значительно меньшем расстоянии и проследить взаимодействие релятивистского джета с окружающим веществом.
Подробнее: https://new-science.ru/pervyj-mikroblazar-mlechnogo-puti-mozhet-byt-odnim-iz-moshhnejshih-uskoritelej-chastic-v-galaktike/
Обозрение "Terra & Comp".
