Una rete globale di radiotelescopi. I sistemi che comprendono più telescopi di questo tipo si sono rivelati vitali per completare Gaia, l'osservatorio orbitale dell'Agenzia spaziale europea. Attestazione:HartRAO
Astrofisici dell'Istituto di fisica e tecnologia di Mosca, l'Istituto di Fisica Lebedev dell'Accademia Russa delle Scienze (LPI RAS), e la NASA hanno riscontrato un errore nelle coordinate dei nuclei galattici attivi misurati dal telescopio spaziale Gaia, e ha contribuito a correggerlo. Le scoperte, pubblicato su The Giornale Astrofisico , servono anche come conferma indipendente del modello astrofisico di questi oggetti.
"Uno dei risultati chiave del nostro lavoro è un modo nuovo e abbastanza inaspettato di studiare indirettamente l'emissione ottica dalle regioni centrali dei nuclei galattici attivi. C'è molto che le osservazioni ottiche dirette non possono mostrarci. Ma i radiotelescopi si sono rivelati utili nel completare la foto, " ha commentato Alexander Plavin, un ricercatore presso il laboratorio di astrofisica relativistica del MIPT e uno studente di dottorato presso LPI RAS.
Mentre la precisione delle coordinate ottenute dai telescopi ottici terrestri è piuttosto limitata, osservatori orbitali come Gaia offrono un modo per aggirare questo problema. Lanciato nel 2013, riceve segnali da sorgenti cosmiche relativamente remote e ne recupera le coordinate con una precisione superiore.
Prima di Gaia, le coordinate più precise sono state misurate da array di radiotelescopi (figura 1). Si tratta di sistemi di telescopi in grado di captare un segnale a bassa frequenza, ovvero, onde radio, con una risoluzione decente. In questo modo è possibile produrre immagini piuttosto dettagliate, ma le posizioni degli oggetti nello spazio sono determinate con un po' meno precisione di quella di Gaia.
Vergine A, una gigantesca galassia ellittica nella costellazione della Vergine, visto da un telescopio ottico. Credito:NASA
Il team MIPT-LPI ha scoperto che, nonostante tutta la sua precisione, Gaia non è infallibile. Un confronto tra i dati di Gaia e i radiotelescopi (ad esempio, le figure 2 e 3) hanno rivelato un errore sistematico nelle misurazioni dell'osservatorio orbitale di un'intera classe di oggetti celesti, chiamati nuclei galattici attivi. Di conseguenza, le mappe spaziali più accurate sono quelle che si basano su osservazioni orbitali supportate da telescopi terrestri che forniscono dati radio per consentire la correzione delle coordinate.
Un nucleo galattico attivo è una regione compatta e molto luminosa al centro di una galassia. Gli spettri di emissione degli AGN differiscono da quelli delle stelle, che solleva la questione sulla natura dell'oggetto al centro. L'attuale consenso è che gli AGN ospitano buchi neri che assorbono la materia delle loro galassie ospiti. Oltre al disco galattico, il suo nucleo luminoso, e la nuvola di polvere intorno, tali sistemi possono includere potenti deflussi di materia noti come getti. A seconda della natura del getto, un AGN può essere classificato come un quasar, un blazar, o altrimenti.
Yuri Kovalev, che dirige i laboratori di astrofisica al MIPT e LPI RAS, disse, "Abbiamo ipotizzato che il getto possa essere responsabile dell'errore sistematico nelle coordinate dei nuclei galattici attivi misurati da Gaia. Questo infatti si è rivelato essere il caso. Si è scoperto che se un oggetto ha un getto sufficientemente lungo, Gaia percepisce la sorgente come molto più lontana lungo la direzione del getto rispetto ai radiotelescopi."
L'effetto non può essere cancellato come casuale, perché l'offset era nella direzione del getto, e un errore statisticamente significativo è stato osservato solo per gli AGN con le code più lunghe. Vale a dire, quelli i cui getti erano ordini di grandezza più grandi delle dimensioni delle galassie stesse. L'entità dell'offset era paragonabile alla lunghezza dei getti.
Vergine Una galassia e il getto che emana dal suo nucleo galattico attivo, come si vede da un interferometro radio. Attestazione:Yuri Kovalev
Dall'anno scorso, Gaia ha anche fornito informazioni sui "colori" visibili delle galassie. Ciò ha consentito ai ricercatori di determinare le singole coordinate e contributi allo spettro di emissione delle varie parti della galassia:la sorgente, disco, getto e stelle. Gli spostamenti delle coordinate si sono rivelati dovuti principalmente al fatto che i getti erano lunghi e i dischi di accrescimento erano piccoli. Detto ciò, misurare l'emissione stellare non ha quasi alcun effetto sulla precisione con cui viene determinata la posizione di una galassia.
Questi risultati hanno portato gli autori a concludere che gli effetti astrofisici legati ai lunghi getti sono in grado di confondere l'osservatorio orbitale di Gaia. Ciò significa che non può essere considerata una fonte indipendente di dati completamente credibile sulle coordinate di quasar. Per ottenere dati migliori, il telescopio spaziale deve essere supportato da osservazioni radio da terra (figura 3).
"Nel futuro, combinando i risultati dell'osservazione, possiamo vedere la struttura del sistema a getto del disco centrale in un quasar nei minimi dettagli, con risoluzione subparsec [dove un parsec è un'unità astronomica di distanza pari a circa 3 ¼ anni luce]. Le osservazioni dirette del telescopio ottico non producono tali immagini, eppure possiamo ottenerli!" ha aggiunto Plavin.
I risultati sono prove indipendenti a sostegno del modello AGN unificato. Spiega il comportamento dei vari tipi di AGN in termini del loro orientamento nello spazio rispetto all'osservatore, piuttosto che in termini di funzionamento interno.
Essere in grado di misurare con precisione le posizioni degli oggetti celesti al di fuori della nostra galassia è importante da un punto di vista pratico:sono le loro posizioni che servono come miglior riferimento per i sistemi di coordinate più puntuali, compresi quelli sottostanti GPS e la sua controparte russa GLONASS.
