Fino a poco tempo fa, si pensava che i quasar avessero posizioni essenzialmente fisse nel cielo. Mentre gli oggetti vicini alla Terra si muovono lungo traiettorie complesse, i quasar sono così remoti che si credeva offrissero punti di riferimento stabili e affidabili per l'uso nella navigazione e nella ricerca sulla tettonica a zolle. Ora, un team internazionale di astrofisici con ricercatori dell'Istituto di fisica e tecnologia di Mosca ha scoperto che i quasar non sono del tutto immobili e ha spiegato questo comportamento. I risultati sono stati pubblicati nel Avvisi mensili della Royal Astronomical Society .

"Le posizioni apparenti dei quasar cambiano con la frequenza di radiazione utilizzata per osservarli. I ricercatori hanno previsto questo effetto circa 40 anni fa sulla base della teoria della radiazione di sincrotrone e lo hanno osservato subito dopo, " spiega Alexander Pushkarev, uno dei principali ricercatori dell'Osservatorio astrofisico di Crimea e dell'Istituto di fisica Lebedev dell'Accademia delle scienze russa. "Il nostro studio mirava a scoprire se questo effetto varia con il tempo, e se così fosse, poi su quali tempi e in che misura cambia l'apparente spostamento di posizione."

I quasar appartengono a una classe più ampia di oggetti astronomici noti come nuclei galattici attivi. Fortunatamente, nessuno di loro si trova vicino alla Terra. Un AGN è fondamentalmente un buco nero "sputafuoco" che incenerisce l'ambiente circostante con due getti di plasma diretti in modo opposto che si muovono a velocità relativistiche. In agguato nel cuore di un AGN, il buco nero stesso è, naturalmente, invisibile. Questo oggetto centrale è avvolto da una regione penetrabile solo alla radiazione a più alta frequenza. Di conseguenza, un osservatore terrestre vede un AGN in modo diverso a seconda della frequenza di radiazione utilizzata. Per esempio, mentre le osservazioni ottiche rivelano il getto e il bagliore intorno alla sua sorgente, i radiotelescopi possono solo discernere la parte della "coda" del quasar diretta verso di noi.

La tecnica più precisa attualmente disponibile per l'osservazione radio di oggetti remoti è nota come interferometria della linea di base molto lunga. Si basa su un telescopio gigante emulato che attinge a molti strumenti regolari sparsi in tutto il mondo. Un tale telescopio "virtuale" può ottenere dati ad alta risoluzione su una sorgente radio remota. Però, la riduzione dei dati e il ripristino di "una foto" del target non è cosa da poco, perché i ricercatori hanno bisogno di recuperare un'immagine dalle informazioni raccolte da molti strumenti.

Il team ha sviluppato una procedura automatizzata per risolvere tale compito. Hanno scoperto che la coordinata apparente dell'apice del getto non rimane statica ma fluttua avanti e indietro lungo l'asse del getto. Sembrerebbe che la fonte stessa "si muova". Però, gli astrofisici considerano queste fluttuazioni come una sorta di illusione. Spiegano il fenomeno in termini di natura complessa della radiazione. Ciò implica che i nuclei di quasar stessi non subiscono effettivamente alcun movimento nello spazio.

"Nel ventesimo secolo, una teoria spiegava il comportamento apparente dei quasar in termini di radiazione di elettroni veloci. Ma questo modello non spiega come questa radiazione possa variare, " ha detto Alexander Plavin, un ricercatore presso il Laboratorio di ricerca fondamentale e applicata degli oggetti relativistici dell'universo del MIPT e uno studente di dottorato presso l'Istituto di fisica Lebedev, RAS. "Fino a poco tempo fa, era più conveniente semplicemente ignorare questa variabilità. Si presumeva che gli AGN fossero posizionalmente statici per scopi pratici. Ma abbiamo accumulato abbastanza dati e sviluppato un metodo efficiente e accurato per la loro elaborazione automatizzata. Questo ci ha permesso di rilevare la variabilità della posizione e interpretarla in termini di fisica interna dei getti".

Quale potrebbe essere la ragione di questo fenomeno? Per rispondere a questa domanda, gli autori hanno controllato le posizioni apparenti dell'AGN per potenziali correlazioni con alcuni dei parametri variabili del quasar, come la loro luminosità o i campi magnetici. Si è scoperto che le coordinate apparenti di un nucleo galattico attivo sono direttamente associate alla densità delle particelle nel getto:maggiore è la luminosità, tanto più pronunciato è lo spostamento di posizione percepito. Ciò potrebbe integrare i modelli teorici di quasar indicando il ruolo dei brillamenti nucleari che iniettano plasma a densità più elevata nel deflusso.

C'è anche una dimensione pratica in questa analisi. Nuovi dati precisi sugli spostamenti apparenti delle posizioni dei quasar consentiranno una correzione delle tecniche di astrometria, portando ai sistemi di navigazione più accurati della storia umana.