Дмитрий Вибе

Астроном

Найден ближайший к Солнечной системе космический объект

Самым близким к Солнечной системе космическим объектом многие считают звезду Проксима Центавра, но еще ближе к нам могут располагаться объекты незвездной природы. Недавно астрономы обнаружили в окрестностях Солнца довольно плотную межзвездную глобулу, минимальная оценка расстояния до которой равна всего 1 парсеку (это 3,26 световых года, немного ближе Проксимы Центавра). Открыть ее удалось благодаря тому, что она искажает радиоизлучение далекого квазара. Астрономам даже удалось рассчитать ее размеры, плотность и скорость движения. Подробнее об этом — в блоге Дмитрия Вибе, сотрудника Института астрономии РАН.

В нашем распоряжении есть достаточно инструментов, чтобы изучать структуру межзвездного вещества на больших пространственных масштабах (примерно от парсека и больше). Поэтому свойства глобального распределения межзвездного газа и пыли в нашей Галактике известны нам достаточно неплохо. Однако есть немало указаний на то, что межзвездное вещество обладает сложной структурой и на более мелких масштабах.

Одним из таких указаний являются межзвездные сцинтилляции — кратковременные, иногда на временах порядка часа, всплески яркости компактных радиоисточников (пульсаров и квазаров). Предполагается, что причиной этих всплесков является рассеяние радиоизлучения на мелких неоднородностях межзвездной среды. Взаимное движение наблюдателя и радиоисточника приводит к тому, что мы видим излучение, прошедшее через разные неоднородности, и поэтому излучение как бы мерцает. Частота мерцаний, их амплитуда, долговременные вариации этих свойств являются важным источником информации о мелкомасштабной турбулентности в межзвездной среде.

Среди прочих источников особенно сильной переменностью обратил на себя внимание квазар J1819+3845 в созвездии Лиры. В 1999 году у него были обнаружены быстрые вариации потока излучения в радиодиапазоне, который менялся в разы на протяжении нескольких часов. Позже, в 2003 году, выяснилось, что параметры его переменности зависят от положения Земли на орбите, что лишний раз указывало на связь переменности с неоднородностями локальной межзвездной среды. Кроме того, обнаружилась и еще более быстрая переменность, характерное время которой иногда снижалось до 15 минут. Анализ свойств переменности позволил оценить расстояние до рассеивающего экрана в 1–3 пк, а его скорость поперек луча зрения — в 35 километров в секунду.

Поскольку эти данные дают возможность исследовать не только структуру межзвездного вещества, но и строение самого источника, наблюдений сцинтилляций квазара J1819+3845 накопилось довольно много. А потом, где-то между июнем 2006 года и февралем 2007 года, все прекратилось, и после этого у квазара наблюдались лишь незначительные (хотя тоже достаточно быстрые, от часов до дней) вариации радиопотока на уровне 1–2 процента. Для остановки переменности можно придумать объяснения двух видов: либо что-то произошло с источником, либо что-то произошло с рассеивающим экраном. На самом деле за восемь лет наблюдений параметры переменности квазара сами по себе менялись: варьировалась величина потока, варьировалась частота сцинтилляций — и некоторые из этих изменений, возможно, были связаны с процессами на источнике. Но объяснить прекращение переменности можно только ценой нефизичных предположений об эволюции квазара.

Остается изменение свойств экрана, например, его «уход» в сторону. Если предположить, что экран, то есть область пространства, заполненная веществом, которое вызывало сцинтилляции, имеет конечный размер и довольно резкую границу, прекращение сцинтилляций может быть вызвано тем, что из-за взаимного движения нас и этой области излучение квазара теперь проходит мимо экрана. Поскольку прекращение переменности заняло меньше 257 дней (интервал времени между последним наблюдением сцинтилляций и первым наблюдением после их исчезновения), а экран движется с поперечной скоростью 35 километров в секунду, протяженность границы экрана должна быть не более 5,2 астрономической единицы. Наблюдения сцинтилляций на протяжении восьми лет означают, что сам экран за это время сместился примерно на 59 астрономических единиц (в картинной плоскости) — это нижний предел его размера (поскольку нам неизвестно, когда начались сцинтилляции). Если размер экрана вдоль луча зрения имеет примерно такое же значение, концентрация газа в нем составляет примерно 100 частиц на кубический сантиметр. Это примерно в 1000 раз выше, чем в среднем по местной межзвездной среде.

В недавней работе Vedantham et al. высказывается предположение, что экран, вызывавший сильные вариации излучения квазара J1819+3845, представляет собой турбулентную границу небольшой плазменной глобулы, расположенной на расстоянии 1–3 парсеков от Солнечной системы в направлении созвездия Лиры. Причем авторы надеются, что если раньше по наблюдениям сцинтилляций определялись параметры пограничного слоя глобулы, то теперь они зафиксировали ее саму (следует отметить, что полной уверенности в связи между рассеивающим экраном и глобулой все-таки нет). Конкретно, им удалось зафиксировать вызываемую глобулой поляризацию фонового галактического радиоизлучения.

Глобула занимает на небе довольно большую площадь: ее протяжённость составляет примерно 2 градуса, что соответствует линейному размеру порядка 10000 астрономических единиц. Авторы рассматривают различные предположения о физической природе глобулы (в частности, ее физическую связь с Вегой) и склоняются к выводу о том, что глобула представляет собой самостоятельный сгусток межзвездного газа, возможно, с некоторым содержанием молекул в центральной наиболее холодной части. Если они правы, то эта глобула является ближайшим к Солнечной системе астрономическим объектом (если не считать комплекса местных межзвездных облаков, внутри которого мы сейчас находимся и частью которого может быть сама глобула). По мнению авторов, в будущем это предположение можно будет проверить, измерив собственное движение глобулы. Если оценки расстояния и поперечной скорости верны, это должна быть решаемая задача.

Ранее в этом блоге

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl+Enter.