Kad milzu radio galaktika Mesjē 87 (M 87) izlaida gamma starojuma un radio plūsmas straumi, notika starptautiska 390 zinātnieku sadarbība. Viņi ziņo par atklājumu šīs nedēļas numurā Zinātnes ekspresis.
Rezultāti sniedz pirmos eksperimentālos pierādījumus, ka daļiņas tiek paātrinātas līdz ārkārtīgi lielai enerģijai supermasīvā melnā cauruma tiešā tuvumā un tad izstaro novērotos gamma starus. Gamma stariem ir triljonu reižu lielāka enerģija nekā redzamās gaismas enerģijai.
Matiasia Beilicke un Henriks Krawczynski, abi fiziķi Vašingtonas universitātē Sentluisā, koordinēja projektu, izmantojot ļoti enerģētiskās radiācijas attēlveidošanas teleskopa masīva sistēmas (VERITAS) sadarbību. Piepūle ietvēra trīs blokus no 12 metru (39 pēdu) līdz 17 metru (56 pēdas) teleskopiem, kas uztver ļoti augstas enerģijas gamma starus, un ļoti garo bāzes līnijas masīvu (VLBA), kas uztver radioviļņus ar augstu telpisko precizitāte.
“Mums bija ieplānoti M 87 gamma staru novērojumi, cieši sadarbojoties ar trim galvenajām gamma staru observatorijām VERITAS, H.E.S.S. un MAGIC, un mums paveicās, ka tieši tad, kad avots tika novērots ar VLBA un tā iespaidīgo telpiskās izšķirtspējas spēku, notika neparasts gamma staru uzliesmojums, ”sacīja Beiliče.
"Tikai augstas izšķirtspējas radio novērojumu apvienošana ar VHE gamma staru novērojumiem ļāva mums noteikt gamma starojuma radīšanas vietu," piebilda R. Kregs Walkers, Nacionālās radioastronomijas observatorijas Socorro, Ņūmeksikā, personāla zinātnieks. .
M 87 atrodas 50 miljonu gaismas gadu attālumā no Zemes Jaunavu galaktiku klasterī. Melnais caurums M 87 centrā ir sešus miljardus reižu masīvāks nekā Saule.
Rotējošā melnā cauruma lielumu norāda ŠvarcŠilda rādiuss. Viss - matērija vai starojums -, kas atrodas viena ŠvarcŠilda rādiusā no melnā cauruma centra, to norīs. Švarcšilda supermasīvā melnā cauruma rādiuss M 87 ir salīdzināms ar mūsu Saules sistēmas rādiusu.
Dažu supermasīvu melno caurumu gadījumā - tāpat kā M 87 gadījumā - matērija, kas riņķo un tuvojas melnajam caurumam, rada ļoti relativistiskas izplūdes, ko sauc par strūklu. Sprauslās esošā viela virzās prom no melnā cauruma, izvairoties no nāvējošā gravitācijas spēka. Sprauslas ir daži no lielākajiem objektiem Visumā, un tie var sasniegt tūkstošiem gaismas gadu no melnā cauruma apkārtnes starpgalaktiskajā vidē.
Ļoti augstas enerģijas gamma starojuma izstarošana no M 87 pirmo reizi tika atklāta 1998. gadā ar HEGRA Cherenkov teleskopiem. "Bet pat šodien M 87 ir viens no tikai aptuveni 25 avotiem ārpus mūsu galaktikas, par kuru ir zināms, ka tas izstaro [ļoti augstas enerģijas] gamma starus," saka Beilicke.
Jaunie novērojumi tagad parāda, ka daļiņu paātrinājums un tam sekojošie gamma staru izstarojumi var notikt pašā “iekšējā strūklā”, kas atrodas mazāk nekā apmēram 100 ŠvarcŠildas rādiusa attālumā no melnā cauruma, kas ir ārkārtīgi šaura telpa, salīdzinot ar strūklas vai galaktikas kopējais apjoms.
Papildus VERITAS un VLBA šajos novērojumos tika iesaistīta Augstas enerģijas stereoskopiskā sistēma (H.E.S.S.) un lielākie atmosfēras gamma-staru attēlveidošanas Čerenkova (MAGIC) gamma-staru observatorijas.
Galvenā attēla parakstsMākslinieku priekšstats par M87 iekšējo kodolu: melnais caurums, ieskrūvēšanas disks un iekšējās strūklas. Kredīts: Bils Saksons, NRAO / AUI / NSF
Otrais attēls: M87 liela mēroga VLA attēls: balts aplis norāda zonu, kurā gamma staru teleskopi varēja pateikt, ka tiek izstaroti ļoti enerģētiski gamma stari. Lai vēl vairāk sašaurinātu atrašanās vietu, bija nepieciešama VLBA. KREDĪTS: NRAO / AUI / NSF
Kolāža: Augšējā kreisajā pusē VLA galaktikas attēls rāda radio izstarojošās strūklas aptuveni 200 000 gaismas gadu mērogā. Turpmākā tālummaiņa virzās tuvāk galaktikas kodolam, kur atrodas supermasīvs melnais caurums. Mākslinieka koncepcijā (fons). centrā parādītais melnais caurums ir apmēram divreiz lielāks par mūsu Saules sistēmu, kas ir niecīga daļa no galaktikas lieluma, bet tas satur apmēram sešus miljardus reižu lielākas Saules masas. Kredīts: Bils Saksons, NRAO / AUI / NSF
Avoti: Zinātne un Nacionālā radioastronomijas observatorija, izmantojot Eurekalerts.
