Tills nyligen, kvasarer ansågs ha väsentligen fasta positioner på himlen. Medan jordnära objekt rör sig längs komplexa banor, kvasarer är så avlägsna att de troddes erbjuda stabila och pålitliga referenspunkter för användning i navigering och plattektonisk forskning. Nu, ett internationellt team av astrofysiker med forskare från Moskvas institut för fysik och teknik har funnit att kvasarer inte är helt orörliga och förklarade detta beteende. Resultaten publicerades i Månatliga meddelanden från Royal Astronomical Society .

"De uppenbara positionerna för kvasarer förändras med strålningsfrekvensen som används för att observera dem. Forskare förutspådde denna effekt för cirka 40 år sedan baserat på teorin om synkrotronstrålning och observerade den strax efteråt, " förklarar Alexander Pushkarev, en ledande forskare vid Krim Astrophysical Observatory och Lebedev Physical Institute vid Ryska Vetenskapsakademin. "Vår studie syftade till att ta reda på om denna effekt varierar med tiden, och i så fall, sedan på vilka tidsskalor och i vilken utsträckning den uppenbara positionsförskjutningen förändras."

Kvasarer tillhör en bredare klass av astronomiska objekt som kallas aktiva galaktiska kärnor. Lyckligtvis, ingen av dem ligger nära jorden. En AGN är i grunden ett "eldandande" svart hål som förbränner dess omgivning med två motsatt riktade strålar av plasma som rör sig med relativistiska hastigheter. Lurar i hjärtat av en AGN, det svarta hålet i sig är, naturligtvis, osynlig. Detta centrala objekt är höljt med ett område som endast kan genomträngas för den högsta frekvensstrålningen. Som ett resultat, en jordbaserad observatör ser en AGN olika beroende på vilken strålningsfrekvens som används. Till exempel, medan optiska observationer avslöjar strålen och glöden runt dess källa, radioteleskop kan bara urskilja den del av kvasarens "svans" som är riktad mot oss.

Den mest exakta för närvarande tillgängliga tekniken för radioobservation av avlägsna objekt är känd som mycket lång baslinjeinterferometri. Det förlitar sig på ett emulerat jätteteleskop som bygger på många vanliga instrument utspridda över hela världen. Ett sådant "virtuellt" teleskop kan erhålla högupplösta data om en fjärransluten radiokälla. Dock, datareduktion och att återställa "ett foto" av målet är inte en trivial sak, eftersom forskare behöver hämta en bild från informationsbitar som samlats in av många instrument.

Teamet utvecklade en automatiserad procedur för att lösa den uppgiften. De fann att den skenbara koordinaten för jetspetsen inte förblir statisk utan fluktuerar fram och tillbaka längs strålens axel. Det verkar som om källan själv "vickar". Dock, astrofysiker anser att dessa fluktuationer är en sorts illusion. De förklarar fenomenet i termer av strålningens komplexa natur. Detta innebär att kvasarkärnorna själva faktiskt inte genomgår någon rörelse i rymden.

"Tillbaka på 1900-talet, en teori förklarade kvasarernas uppenbara beteende i termer av snabbelektronstrålning. Men den här modellen förklarar inte hur denna strålning kan variera, sa Alexander Plavin, en forskare vid MIPT:s Laboratory of Fundamental and Applied Research of Relativistic Objects of the Universe och en doktorand vid Lebedev Physical Institute, RAS. "Tills nyligen, det var bekvämare att helt enkelt ignorera denna variation. AGN:er antogs vara positionellt statiska för praktiska ändamål. Men vi samlade på oss tillräckligt med data och utvecklade en effektiv och korrekt metod för deras automatiserade bearbetning. Detta gjorde det möjligt för oss att upptäcka positionsvariation och tolka den i termer av jetplanens interna fysik."

Vad kan vara orsaken bakom detta fenomen? För att svara på denna fråga, författarna kontrollerade de uppenbara AGN-positionerna för potentiella korrelationer med några av de variabla kvasarparametrarna, såsom deras ljusstyrka eller magnetiska fält. Det visade sig att de uppenbara koordinaterna för en aktiv galaktisk kärna är direkt associerade med partikeldensiteten i strålen:ju högre ljusstyrka, ju mer uttalad upplevd positionsförskjutning. Detta skulle kunna komplettera teoretiska kvasarmodeller genom att indikera rollen för kärnvapen som injicerar plasma med högre densitet i utflödet.

Det finns också en praktisk dimension i denna analys. Nya exakta data om de uppenbara förskjutningarna av kvasarpositioner kommer att möjliggöra en korrigering av astrometritekniker, leder till de mest exakta navigationssystemen i mänsklighetens historia.