Kun jättiläinen radion galaksi Messier 87 (M 87) vapautti gammasäteilyn ja radionvuon torrentin, 390 tutkijan kansainvälinen yhteistyö sattui seuraamaan. He ilmoittavat löytöstä tämän viikon numerossa Science Express.
Tulokset antavat ensimmäisen kokeellisen näytön siitä, että hiukkaset kiihdytetään erittäin suuriksi energioiksi supermassiivisen mustan aukon välittömässä läheisyydessä ja lähettävät sitten havaitut gammasäteet. Gammasäteiden energiat ovat biljoona kertaa suurempia kuin näkyvän valon energia.
Matthias Beilicke ja Henric Krawczynski, molemmat fyysikot Washingtonin yliopistossa, St. Louis, koordinoivat hanketta käyttämällä erittäin energeettistä säteilykuvaavaa teleskooppijärjestelmää (VERITAS). Vaihe sisälsi kolme 12 metrin (39 jalkaa) - 17 metrin (56 jalkaa) kaukoputken ryhmää, jotka havaitsevat erittäin korkean energian gammasäteet, ja Very Long Baseline Array (VLBA), joka havaitsee radioaallot, joilla on korkea spatiaalinen alue. tarkkuus.
”Olimme suunnitelleet M 87: n gammasäteilyhavainnot tiiviissä yhteistyössä kolmen suurimman gammasäteytyskeskuksen, VERITAS, H.E.S.S. ja MAGIC, ja meillä oli onni, että satunnainen gammasäteily tapahtui heti, kun lähde havaittiin VLBA: n ja sen vaikuttavan spatiaalisen ratkaisuvoiman avulla ”, Beilicke kertoi.
"Ainoastaan yhdistämällä korkearesoluutioiset radiohavainnot VHE-gammasäteilyhavaintoihin meillä oli mahdollisuus paikantaa gammasäteilyn tuotantopaikka", lisäsi R. Craig Walker, National Radio Astronomy Observatory -yksikön henkilökunnan tutkija Socorrossa, New Mexico. .
M 87 sijaitsee 50 miljoonan valovuoden etäisyydellä maapallosta Neitsyt galaksiryhmässä. M 87: n keskellä oleva musta aukko on kuusi miljardia kertaa massiivisempi kuin aurinko.
Pyörimättömän mustan aukon koon antaa Schwarzschild-säde. Se nielee kaiken - aineen tai säteilyn -, joka on yhden Schwarzschild-säteen päässä mustan aukon keskustasta. M 87: n supermassiivisen mustan aukon Schwarzschild-säde on verrattavissa aurinkokunnan sädeemme.
Joidenkin supermassiivisten mustien reikien tapauksessa - kuten M 87: n tapauksessa - aine, joka kiertää ja lähestyy mustaa reikää, johtaa voimakkaasti relativistisiin ulosvirtauksiin, joita kutsutaan suihkukoneiksi. Suihkukoneiden aine kulkee pois mustasta aukosta, pakeneen tappavan painovoimansa. Suihkukoneet ovat eräitä maailmankaikkeuden suurimmista esineistä, ja ne voivat ulottua tuhansien valovuosien päähän mustan aukon läheisyydestä galaktien väliseen väliaineeseen.
Erittäin korkean energian gammasäteily M 87: stä löydettiin ensimmäisen kerran vuonna 1998 HEGRA Cherenkov-kaukoputkien avulla. "Mutta vielä tänään, M 87 on yksi vain noin 25 lähteestä galaksemme ulkopuolella, jonka tiedetään lähettävän [erittäin korkean energian] gammasäteitä", Beilicke sanoo.
Uudet havainnot osoittavat nyt, että hiukkaskiihtyvyys ja sitä seuraava gammasäteiden säteily voi tapahtua hyvin ”sisäisessä suihkussa”, alle 100 Schwarzschild-säteellä mustasta aukosta, joka on erittäin kapea tila verrattuna suihkun tai galaksin kokonaislaajuus.
VERITASin ja VLBA: n lisäksi näihin havaintoihin osallistuivat korkeaenergiset stereoskooppijärjestelmät (H.E.S.S.S.) ja suurimmat ilmakehän gammasäteitä kuvaavat Cherenkovin (MAGIC) gammasäteentäyttelijät.
Lyijykuvateksti: Taiteilijoiden käsitys M87: n sisäisestä ytimestä: Musta reikä, lisäyslevy ja sisäsuuttimet. Luotto: Bill Saxton, NRAO / AUI / NSF
Toinen kuva: M87: n suuren mittakaavan VLA-kuva: Valkoinen ympyrä osoittaa alueen, jolla gammasäteen kaukoputket voivat kertoa erittäin energisten gammasäteiden lähettävän. Sijainnin kaventamiseksi vaadittiin edelleen VLBA: ta. Luotto: NRAO / AUI / NSF
Kollaasi: Vasemmassa yläreunassa oleva VLA-kuva galaksista näyttää radiosäteilijöitä suunnilleen noin 200 000 valovuotta. Seuraava zoomaus etenee lähemmäksi galaksin ydintä, missä supermassiivinen musta aukko sijaitsee. Taiteilijan käsityksessä (tausta). keskellä havainnollistettu musta aukko on noin kaksinkertainen aurinkokuntamme kokoon, pieni osa galaksin koosta, mutta jolla on noin kuusi miljardia kertaa Auringon massa. Luotto: Bill Saxton, NRAO / AUI / NSF
Lähteet: tiede ja National Radio Astronomy Observatory, kautta EurekAlert.
