7. jūlijā starptautiskā astrofizikas seminārā Ventspils Augstskolas Ventspils Starptautiskā radioastronomijas centra (VSRC) pētnieks un Latvijas Universitātes doktorants Vladislavs Bezrukovs prezentēja savu pētījumu rezultātus par aktīvo galaktiku kodolu (AGN) optisko un radio mainību. Seminārs bija veltīts tēmai “Aktīvo galaktiku kodolu optiskā un radio mainība: no intradiurnālām svārstībām līdz ilgtermiņa cikliem”, un tajā tika sniegts pārskats par vairāku gadu garumā veiktajiem novērojumiem un analīzi.
Pētījumi veikti plašā starptautiskā sadarbībā ar Ukrainas Nacionālās Zinātņu akadēmijas Radioastronomijas institūtu Harkivā, Odesas I. I. Mečņikova Nacionālās universitātes Astronomisko observatoriju, Vihorlatas observatoriju Slovākijā, kā arī sadarbībā ar Korkas Universitātes koledžas radioastronomu grupu.
Logs uz agrīno Visumu
Aktīvie galaktiku kodoli (AGN) ir vieni no spožākajiem, enerģētiskākajiem un noslēpumainākajiem objektiem Visumā. Tos darbina supermasīvi melnie caurumi, kuru masa var sasniegt miljardiem Saules masu. Tā kā daudzi AGN atrodas miljardiem gaismas gadu attālumā, to novērojumi ļauj astronomiem ieskatīties Visuma agrīnajā pagātnē un pētīt procesus, kas norisinājās laikā, kad galaktikas vēl tikai veidojās.
AGN var uzskatīt par dabas radītām augstas enerģijas laboratorijām. To tuvumā notiek procesi, kuru enerģijas un magnētisko lauku intensitāte ievērojami pārsniedz iespējas, ko cilvēce spēj sasniegt pat modernākajos daļiņu paātrinātājos uz Zemes. Tādēļ AGN pētījumi sniedz unikālu iespēju pārbaudīt fizikālos procesus ekstremālos apstākļos, kas citādi nav pieejami eksperimentālai izpētei.
Atšķirībā no lielākās daļas astronomisko objektu, AGN nav statiski. To spožums radio, optiskajā un citos elektromagnētiskā spektra diapazonos var būtiski mainīties laika intervālos no dažām stundām līdz vairākiem gadu desmitiem. Šīs izmaiņas atspoguļo procesus melnā cauruma tuvumā, akrēcijas diskā un relativistiskajās strūklās, kurās daļiņas tiek paātrinātas līdz ātrumiem, kas tuvojas gaismas ātrumam. Fakts, ka dažos gadījumos būtiskas izmaiņas novērojamas pat vienas diennakts laikā, liecina par ārkārtīgi straujiem un enerģētiskiem procesiem centrālajos galaktiku reģionos.
Novērojumi Latvijā, Ukrainā un Slovākijā
Pētījumos izmantoti radio novērojumi no VSRC radioteleskopiem Irbenē, kā arī optiskie dati no Baldones observatorijas Latvijā, Vihorlatas observatorijas Slovākijā un observatorijām Ukrainā. Analizēti vairāki labi zināmi objekti, tostarp 3C 84 (Perseus A), 3C 371, OJ 287, BL Lac, MRK 421 un MRK 501.
Izmantojot modernās laika rindu analīzes metodes – Furjē transformācijas, Lomba–Skargla periodogrammas un viļņu (wavelet) analīzi – izdevies atklāt dažādus mainības ciklus, kuru ilgums svārstās no dažām stundām līdz vairākiem gadiem un pat gadu desmitiem.
Kā atšķirt kosmisku signālu no Zemes ietekmes
Viens no svarīgākajiem pētījuma rezultātiem ir metodika, kas ļauj atdalīt paša avota radītās spožuma svārstības no signāla izmaiņām, ko rada vide starp avotu un novērotāju.
Pētījumi parādīja, ka zemas amplitūdas radio mainība centimetru viļņu diapazonā bieži vien nav saistīta ar pašu galaktiku, bet rodas radio viļņu izplatīšanās rezultātā caur starpzvaigžņu vidi, Saules vēju un Zemes jonosfēru. Izstrādātās kalibrācijas un datu apstrādes metodes ļauj būtiski samazināt šo efektu ietekmi un precīzāk noteikt patieso AGN aktivitāti.
No mainīguma līdz galaktiku strūklu struktūrai
Papildus radio un optiskajai mainībai promocijas darba ietvaros analizēta arī AGN iekšējā struktūra, izmantojot augstas izšķirtspējas novērojumus ar ASV Nacionālās radioastronomijas observatorijas ļoti garās bāzes interferometru VLBA (Very Long Baseline Array). Rezultāti liecina par sarežģītu magnētisko lauku struktūru AGN strūklās, tostarp spirālveida magnētiskajiem laukiem, kas, iespējams, spēlē nozīmīgu lomu strūklu veidošanā, stabilitātē un enerģijas transportā.
Veiksmīga starptautiskā sadarbība
Daļa promocijas darbā izmantoto rezultātu iegūta Latvijas Zinātnes padomes fundamentālo un lietišķo pētījumu projekta PERSEUS (“Joint Latvian–Ukrainian Study of the Peculiar Radio Galaxy Perseus A in Radio and Optical Bands”) un ERAF Dr. Artema Sukhareva pēcdoktorantūras projekta RISE ietvaros. Šie projekti kļuvuši par veiksmīgu zinātniskās sadarbības piemēru starp Latvijas un Ukrainas radioastronomijas pētniekiem, apvienojot observatorijas, teleskopus un ekspertīzi vairāku valstu mērogā.
Jauna platforma Latvijas radioastronomijai
Seminārā tika uzsvērts, ka VSRC izdevies izveidot pilnvērtīgu augstas kadences AGN monitoringa un datu apstrādes sistēmu, kas ļauj Latvijai aktīvi piedalīties starptautiskajos pētījumos par galaktiku kodolu fiziku un Visuma evolūciju.
Iegūtie rezultāti sniedz jaunu informāciju par aktīvo galaktiku kodolu dabu, nostiprina Latvijas pozīcijas Eiropas radioastronomijas infrastruktūrā un paver iespējas turpmākiem pētījumiem par Visuma dinamiskākajiem un noslēpumainākajiem objektiem.
Seminārs tika organizēts Eiropas Reģionālās attīstības fonda projekta Nr. 1.1.1.5/3/25/I/012 “Ventspils Augstskolas starptautiskā sadarbība un inovācijas Latvijas viedās specializācijas attīstībai” ietvaros.
