A csillagászok felfedezték a gammasugarakat, amelyek az M87 galaxis szívében, a szupermasszív fekete lyuk közelében áramlanak. A Namíbiában található speciális H.E.S.S. nevű műszer képes felismerni, mikor ezek a sugarak ütik a légkört, és vissza tudják vezetni a forrást. A csillagászok megállapították, hogy egy olyan terület, amely nem sokkal nagyobb, mint a Naprendszerünk a fekete lyuk körül, felelős a gammasugarak kiáramlásáért; a fekete lyuk úgy viselkedik, mint egy kozmikus részecskegyorsító.
A H.E.S.S. asztrofizikusok nemzetközi csapata Az együttműködés bejelentette, hogy felfedezték a nagyon nagy energiájú (VHE) gamma-sugarak fluxusának rövid távú változékonyságát az M 87 rádiós galaxistól. Namíbiában az együttműködés Cherenkov távcsövek néven ismert detektáló rendszert épített és működtet. lehetővé teszi ezeknek a gamma-sugaraknak a felszínről történő észlelését (lásd a megjegyzéseket) Mutatva ezt a rendszert egy közeli galaxisban, az M 87-nél, a csapat észlelte a VHE gammasugarait az elmúlt négy évben. Az igazi meglepetés azonban az, hogy a kibocsátás intenzitása bizonyos esetekben néhány nap alatt drasztikusan megváltozik.
Az óriási M 87 rádiós galaxis
Ez a Szűz csillagképben 50 millió fényév távolságra elhelyezkedő galaxis egy 3 000 millió napelemes tömegű szuper-masszív fekete lyukkal rendelkezik, amelyből kilép a részecskék és a mágneses mező. A VHE gamma-sugarak korábban megfigyelt extragalaktikus forrásaival ellentétben - Blazars néven - az M 87 sugárhajtója nem a Föld felé mutat, hanem körülbelül 30 ° szögben látható. Blazars-ban úgy gondolják, hogy a gamma-sugárzást a sugárhajtómű bocsátja ki, a sugárirány körül kollimálódik, és energiájukban és intenzitásukban növekszik a sugárcsészecskék relativista mozgásával. Az M 87 tehát az extragalaktikus gamma-sugárforrás új típusát képviseli.
Az M 87-ből származó VHE gamma-sugárzás első indikációját 1998-ban láthattuk a HEGRA Cherenkov távcsövekkel (a H.E.S.S. egyik elődkísérlete). A H.E.S.S. Ezeket az indikációkat most nagyobb biztonsággal megerősítik. Az M 87-ből származó VHE gammasugarak fluxusa meglehetősen gyenge; eddig semmilyen más rádiós galaxist nem láttak a VHE gammasugarakban, valószínűleg azért, mert a legtöbb távoli, mint a viszonylag közeli M 87.
Milyen rövid idõtartam-változékonyság mond nekünk?
A variabilitás időrendje jelzi a kibocsátási régió maximális méretét. Mivel a sugárzási régió hátsó végétől származó gamma-sugarak hosszabb ideig haladnak, amíg el nem érik minket, a variabilitási idő skála nem lehet sokkal rövidebb, mint az a gammasugarak, amelyek az emissziós tartomány átlépéséhez szükségesek. Az ilyen változékonysági méréseket gyakran használják a kibocsátási hely méretének korlátozására távoli tárgyakban, gyakran nagyobb pontossággal, mint az objektum méretének az égbolt szöghosszon alapuló mérése alapján. A H.E.S.S. által látott néhány napos variabilitási időtartam az M 87-ben rendkívül rövid, rövidebb, mint bármely más hullámhosszon kimutatható. Ez azt mondja nekünk, hogy a VHE gammasugarakat termelő régió mérete csaknem Naprendszerünk méretének felel meg (1013 m, az egész M 87 rádiógalaxis méretének körülbelül 0,000001% -a). "Ez nem sokkal nagyobb, mint az M 87 közepén lévő szuper-masszív fekete lyuk eseményhorizontja" - mondja Matthias Beilicke, a H.E.S.S. a Hamburgi Egyetemen dolgozó tudós.
Ez a megfigyelés teszi az M 87 központi fekete lyukának közvetlen közelében a VHE gamma sugarak előállításának valószínűbb helyét; az M 87 fúvókáinak más szerkezete általában nagyobb skálájú. A termelési folyamatok fizikáját még meg kell határozni, és teljesen új mechanizmusokra lehet hivatkozni a fekete lyuk közelsége miatt, amelyet a H.E.S.S. csapata bizonyította. Valószínű, hogy más gyártási mechanizmussal foglalkozunk, mint a Blazarsok esetében, amelyek fúvókái felé mutatnak. A fekete lyuk közelében ebben a térségben a fekete lyukból felhalmozódó anyag szintén létrehozza a relativista plazma sugárhajtást - ezt a folyamatot általában még nem értik meg teljesen. Meglepőnek tűnhet, hogy a gamma-sugarak el tudnak menekülni az erõszakos területrõl, ám ez azért lehetséges, mert az M 87 fekete lyukának viszonylag alacsony akkumulációs sebessége van a többi fekete lyukhoz képest. Nem zárhatjuk ki azt sem, hogy a relativista hatások, mint például az egyéb extragalaktikus forrásokban bekövetkező hatások, bizonyos szinten hozzájárulnak, de mivel a sugárhajtómű nem felé mutat, a nagy relativista hatások valószínűtlen.
H.E.S.S. mutatni az utat
Az extragalaktikus források ezen és korábbi felfedezéseivel a H.E.S.S. vezető szerepet játszik a rendkívül energikus fotonok előállításában részt vevő folyamatok megértésében. Az M 87 rádió-galaxis kiváló laboratórium ezen galaxisok magjának tanulmányozására, szupermasszív fekete lyukaikkal, amelyek motorként működnek a részecskék rendkívül nagy energiákra történő gyorsításában, és így a VHE gamma-sugarakat bocsátják ki a folyamat során. Ezt az objektumot meg lehet tanulmányozni, és összehasonlítani a sokkal távolabbi, de távolabbi Blazárral, ahol a sugárhajtógép eltakarja a központi forrásról alkotott képet. Az M 87 esetében most már tudjuk, hogy világos képet mutatunk a központi motorról a H.E.S.S.-vel, ezáltal az összes extragalaktikus VHE gamma-sugárforrás jobb megértéséhez vezet.
Eredeti forrás: Max Planck Society sajtóközlemény
