Tot voor kort, Van quasars werd gedacht dat ze in wezen vaste posities in de lucht hadden. Terwijl objecten in de buurt van de aarde langs complexe banen bewegen, quasars zijn zo ver verwijderd dat men dacht dat ze stabiele en betrouwbare referentiepunten boden voor gebruik in navigatie- en platentektoniekonderzoek. Nutsvoorzieningen, een internationaal team van astrofysici met onderzoekers van het Moscow Institute of Physics and Technology heeft ontdekt dat quasars niet helemaal onbeweeglijk zijn en verklaarde dit gedrag. De bevindingen werden gepubliceerd in de Maandelijkse mededelingen van de Royal Astronomical Society .

"De schijnbare posities van quasars veranderen met de stralingsfrequentie die wordt gebruikt om ze te observeren. Onderzoekers voorspelden dit effect ongeveer 40 jaar geleden op basis van de theorie van synchrotronstraling en namen het kort daarna waar, " legt Alexander Pushkarev uit, een vooraanstaand onderzoeker aan het Krim-astrofysisch observatorium en het Lebedev Physical Institute van de Russische Academie van Wetenschappen. "Onze studie had tot doel te ontdekken of dit effect met de tijd varieert, en als het zo is, vervolgens op welke tijdschalen en in welke mate de schijnbare positieverschuiving verandert."

Quasars behoren tot een bredere klasse van astronomische objecten die bekend staan ​​als actieve galactische kernen. Gelukkig, geen van hen bevindt zich dicht bij de aarde. Een AGN is in feite een "vuurspuwend" zwart gat dat zijn omgeving verbrandt met twee tegengesteld gerichte plasmastralen die met relativistische snelheden bewegen. Op de loer in het hart van een AGN, het zwarte gat zelf is, van nature, onzichtbaar. Dit centrale object is gehuld in een gebied dat alleen doordringbaar is voor straling met de hoogste frequentie. Als resultaat, een waarnemer op aarde ziet een AGN anders, afhankelijk van de gebruikte stralingsfrequentie. Bijvoorbeeld, terwijl optische waarnemingen de straal en de gloed rond de bron onthullen, radiotelescopen kunnen alleen het deel van de quasar-"staart" onderscheiden dat op ons is gericht.

De meest nauwkeurige techniek die momenteel beschikbaar is voor radio-observatie van objecten op afstand staat bekend als interferometrie met zeer lange basislijn. Het is gebaseerd op een geëmuleerde gigantische telescoop die is gebaseerd op veel reguliere instrumenten verspreid over de hele wereld. Zo'n "virtuele" telescoop kan gegevens met een hoge resolutie verkrijgen over een externe radiobron. Echter, gegevensreductie en het herstellen van "een foto" van het doelwit is geen triviaal iets, omdat onderzoekers een beeld moeten halen uit de stukjes informatie die door veel instrumenten worden verzameld.

Het team ontwikkelde een geautomatiseerde procedure om die taak op te lossen. Ze ontdekten dat de schijnbare coördinaat van de straaltop niet statisch blijft, maar heen en weer schommelt langs de as van de straal. Het lijkt erop dat de bron zelf 'wiebelt'. Echter, astrofysici beschouwen deze fluctuaties als een soort illusie. Ze verklaren het fenomeen in termen van de complexe aard van straling. Dit houdt in dat de quasarkernen zelf eigenlijk geen beweging in de ruimte ondergaan.

"In de 20e eeuw, een theorie verklaarde het schijnbare gedrag van quasars in termen van snelle elektronenstraling. Maar dit model verklaart niet hoe deze straling kan variëren, " zei Alexander Plavin, een onderzoeker aan het MIPT's Laboratory of Fundamental and Applied Research of Relativistic Objects of the Universe en een doctoraatsstudent aan het Lebedev Physical Institute, RAS. "Tot voor kort, het was handiger om deze variabiliteit gewoon te negeren. Voor praktische doeleinden werd aangenomen dat AGN's positioneel statisch waren. Maar we verzamelden voldoende gegevens en ontwikkelden een efficiënte en nauwkeurige methode voor hun geautomatiseerde verwerking. Dit stelde ons in staat om positievariabiliteit te detecteren en te interpreteren in termen van de interne fysica van de jets."

Wat zou de reden achter dit fenomeen kunnen zijn? Om deze vraag te beantwoorden, de auteurs hebben de schijnbare AGN-posities gecontroleerd op mogelijke correlaties met enkele van de variabele quasar-parameters, zoals hun helderheid of magnetische velden. Het bleek dat de schijnbare coördinaten van een actieve galactische kern direct verband houden met de deeltjesdichtheid in de jet:hoe hoger de helderheid, hoe meer uitgesproken de waargenomen positieverschuiving. Dit zou theoretische quasarmodellen kunnen aanvullen door de rol aan te geven van nucleaire fakkels die plasma met een hogere dichtheid in de uitstroom injecteren.

Deze analyse heeft ook een praktische dimensie. Nieuwe nauwkeurige gegevens over de schijnbare verschuivingen van quasarposities zullen een correctie van astrometrietechnieken mogelijk maken, leidend tot de meest nauwkeurige navigatiesystemen in de menselijke geschiedenis.