Astronomai atrado gama spindulius, sklindančius iš supermasyviosios juodosios skylės, esančios galaktikos M87 centre. Namibijoje esantis specialus prietaisas, vadinamas H.E.S.S., gali aptikti, kada šie spinduliai trenkia į mūsų atmosferą, ir atsekti šaltinį. Astronomai nustatė, kad už juodąją skylę esantis ne daug didesnis nei mūsų Saulės sistema regionas yra atsakingas už šį gama spindulių nutekėjimą; juodoji skylė veikia kaip kosminių dalelių greitintuvas.
Tarptautinė astrofizikų komanda iš H.E.S.S. Bendradarbiavimas paskelbė atradęs trumpalaikį labai didelės energijos (VHE) gama spindulių srauto iš radijo galaktikos M 87 kitimą. Namibijoje šis bendradarbiavimas sukūrė ir eksploatuoja aptikimo sistemą, vadinamą Cherenkovo teleskopu, kuri leidžia šiuos gama spindulius aptikti nuo žemės paviršiaus (žr. pastabas). Nukreipusi šią sistemą į netoliese esančią galaktiką M 87, komanda per pastaruosius ketverius metus aptiko VHE gama spindulius. Tačiau tikroji staigmena yra tai, kad išmetamųjų teršalų intensyvumas retkarčiais gali keistis.
Milžiniška radijo galaktika M 87
Ši galaktika, esanti 50 milijonų šviesmečių atstumu nuo Mergelės žvaigždyno, turi 3 000 milijonų Saulės masių supermasyvią juodąją skylę, iš kurios sklinda dalelių ir magnetinių laukų srovė. Tačiau skirtingai nuo anksčiau stebėtų ekstragalaktinių VHE gama spindulių šaltinių - žinomų kaip „Blazars“ - M 87 srovė nėra nukreipta į žemę, bet yra matoma maždaug 30 ° kampu. Manoma, kad „Blazars“ gama spinduliai sklinda srovėje, susiklosto aplink srovės kryptį ir padidėja jų energija ir intensyvumas reaktyviuoju reaktyvinio dalelių judesiu. Todėl M 87 yra naujo tipo ekstragalaktinis gama spinduliuotės šaltinis.
Pirmieji VHE gama spinduliuotės spinduliuotės iš M 87 rodmenys buvo pastebėti 1998 m. Naudojant HEGRA Cherenkov teleskopus (vienas iš H.E.S.S. pirmtakų eksperimentų). Su H.E.S.S. Rezultatai šie požymiai dabar patvirtinami labiau pasitikint. VHE gama spindulių srautas iš M 87 yra gana silpnas; jokios kitos radijo galaktikos iki šiol nebuvo matyti VHE gama spinduliuose, tikriausiai todėl, kad dauguma jų yra labiau nutolę nei santykinai šalia esantis M 87.
Ką mums sako trumpas laiko masto kintamumas
Kintamumo laiko skalė yra didžiausio išmetamų teršalų srities dydžio rodiklis. Kadangi gama spinduliai iš užpakalinės emisijos srities pusės keliauja ilgiau, kol jie mus pasiekia, kintamumo laiko skalė negali būti daug trumpesnė nei laiko gama spinduliai, reikalingi kirsti emisijos sritį. Tokie kintamumo matavimai dažnai naudojami siekiant apriboti išmetamų teršalų vietos dydį tolimuose objektuose, dažnai didesniu tikslumu, nei matuojant objekto dydį pagal kampo išplėtimą danguje. Kelių dienų kintamumo laiko skalė, kurią matė H.E.S.S. M 87 yra labai trumpas, trumpesnis nei aptinkamas bet kurio kito bangos ilgio. Tai mums sako, kad VHE gama spindulius spinduliuojančio regiono dydis yra beveik toks pat, kaip mūsų Saulės sistemos (1013 m, tik apie 0,000001% visos radijo galaktikos M 87 dydžio). „Tai nėra daug didesnis nei ypač masyvios juodosios skylės įvykio horizontas M 87 centre“, - sako Matthias Beilicke, H.E.S.S. Hamburgo universitete dirbantis mokslininkas.
Dėl šio stebėjimo VHE gama spinduliams gaminti labiausiai tikėtina yra M 87 centrinė juodoji skylė; kitos konstrukcijos M 87 purkštukuose paprastai būna didesnės. Gamybos procesų fizika dar turi būti nustatyta, ir dėl juodosios skylės, kurią šis atradimas pateikė H.E.S.S., gali būti naudojami visiškai nauji mechanizmai. komanda pademonstravo. Tikėtina, kad mes turime kitokį gamybos mechanizmą nei „Blazars“, kurių purkštukai nukreipti į mus. Šiame regione prie juodosios skylės dėl juodosios skylės besikaupianti medžiaga taip pat sukuria relativistinę plazmos srovę - procesas, kuris paprastai dar nėra iki galo suprantamas. Atrodo, kad gama spinduliai gali ištrūkti iš šio žiauriojo krašto, tačiau tai įmanoma, nes juodoji skylė M 87 akyse kaupiasi santykinai mažu greičiu, palyginti su kitomis juodosiomis skylėmis. Taip pat negalima atmesti galimybės, kad reliatyvistinis poveikis, pavyzdžiui, vykstantis kituose ekstragalaktikos šaltiniuose, tam tikru lygiu prisideda, tačiau atsižvelgiant į tai, kad srovė nėra nukreipta į mus, didelis relativistinis poveikis mažai tikėtinas.
H.E.S.S. pirmaujančiu keliu
Turėdamas šį ir ankstesnius ekstragalaktinių šaltinių atradimus H.E.S.S. yra būdas suprasti procesus, susijusius su šių nepaprastai energetinių fotonų susidarymu. Radijo galaktika M 87 yra puiki laboratorija, tirianti šių galaktikų branduolį, turinti jų supermasyvias juodąsias skylutes, kurios veikia kaip varikliai, pagreitinantys daleles iki ypač didelės energijos, ir proceso metu išskiria VHE gama spindulius. Šį objektą galima ištirti ir palyginti su gausesniais, bet labiau nutolusiais „Blazars“, kur srovė užgožia mūsų vaizdą apie centrinį šaltinį. Dėl M 87, dabar mes žinome, kad mes turime aiškų vaizdą apie centrinį variklį su H.E.S.S., todėl galime geriau suprasti visus ekstragalaktinius VHE gama spinduliuotės šaltinius.
Originalus šaltinis: Makso Plancko visuomenės naujienų leidinys
