Novinky

Nejlepší vědecké výsledky za rok 2015: Ověřování zákrytového modelu proměnných aktivních galaktických jader

Frédéric Marin a Michal Dovčiak otestovali zakrývání rentgenového zdroje aktivního galaktického jádra procházejícím chladným oblakem. Přesněji řečeno, obíhající mlhovina rentgenový zdroj nezakrývá zcela, určitá část záření přes oblak proniká. Toto záření je však změněno interakcí s látkou v mlhovině, což vědcům umožňuje studium daného galaktického jádra.

K výzkumu použili počítačový kód Stokes, jehož je F. Marin jedním z autorů. Tento program řeší soustavu matematických rovnic, které popisují průchod záření prostředím. Prostředí ovlivňuje stav fotonů procházejího záření, mezi nimi i jejich polarizaci. Řešit tento problém zcela obecně je nesmírně náročné na potřebný výpočetní výkon, takže program Stokes přistupuje k věci jinak. Zvoleným systémem sleduje let určitého množství fotonů. Původní vlastnosti těchto fotonů jsou zvoleny náhodně, avšak tak, aby statistické vlastnosti tohoto záření odpovídaly očekávaným statistickým vlastnostem světelného zdroje, pokud jde o rozdělení v energiích nebo právě v polarizačních stavech. Program poté vyhodnocuje statistické vlastnosti těchto fotonů po průchodu předepsaným optickým prostředím. Tento přístup, zvaný Monte Carlo (ne náhodou nese jméno po místě známém hazardními hrami založenými na náhodě), umožňuje zahrnout do řešení problémů nezbytně detailní popis fyzikálních procesů ovlivňujících cestu jednotlivých fotonů, což by jinak z důvodů výpočetní náročnosti nebylo možné.

Astrofyzikové z ASU tedy zkonstruovali geometrický model složený z akrečního disku, jenž je zdrojem záření, a oblaku neutrálního plynu tento disk obíhajícího. Nastavení geometrického modelu dovolilo vyšetřovat vliv různých jeho vlastností na vystupující záření, zejména na jeho polarizaci. Podobně mohli studovat vliv vlastností akrečního disku, včetně efektů obecné teorie relativity. I ta totiž ovlivňuje šíření elektromagnetických vln a ovlivňuje tedy „vzhled“ objektů se silným gravitačním polem: takovými aktivní galaktická jádra jistě jsou.

F. Marin a M. Dovčiak v článku publikovaném v Astronomy & Astrophysics uzavírají, že pokud budou k dispozici polarimetrická pozorování měnících se jader Seyfertových galaxií, mělo by být principiálně možné rozlišit původce těchto změn mezi dvěma zmíněnými modely. Pokud jde o zakrývání aktivního jádra oblakem plynu, měly by se charakteristicky měnit polarizační vlastnosti přicházejícího rentgenového záření. Bohužel se zdá, že žádný ze v současnosti aktivních přístrojů takových pozorování není schopný. Ověření tedy zůstává úkolem pro budoucí kosmické sondy.

 Autoři:
   Marin, F., Dovčiak, M.
   Kontakt: frederic.marin@asu.cas.cz

Článek:
   X-ray polarization fluctuations induced by cloud eclipses in active galactic nuclei
   Astronomy & Astrophysics 573, A60 (2015)
   Dostupné online: ArXiv:1411.4806

Článek Michala Švandy z cyklu "Na čem pracujeme".