Kui hiiglaslik raadiogalaktika Messier 87 (M 87) vallandas gammakiirguse ja raadiovoo torrenti, juhtus seda jälgima 390 teadlase rahvusvaheline koostöö. Nad teatavad avastusest selle nädala numbris Teadus Ekspress.
Tulemused annavad esimesed eksperimentaalsed tõendid selle kohta, et osakesed kiirendatakse supermassiivse musta augu vahetus läheduses äärmiselt kõrgeks energiaks ja kiirgavad seejärel vaadeldavaid gammakiiri. Gammakiirte energia on triljon korda suurem kui nähtava valguse energia.
Matthias Beilicke ja Henric Krawczynski, mõlemad St. Louis Washingtoni ülikooli füüsikud, koordineerisid projekti, kasutades selleks väga energeetilist kiirgust kujutava teleskoobi massiivi süsteemi (VERITAS). Pingutus hõlmas kolme 12-meetrise (39-jalga) kuni 17-meetrise (56-jalga) teleskoobi massiivi, mis tuvastavad väga suure energiaga gammakiiri, ja väga pikka lähtejoont (VLBA), mis tuvastab suure ruumilise raadiolainega täpsus.
“Olime plaaninud M 87 gammakiirguse vaatlused tihedas koostöös kolme suurema gammakiirguse vaatluskeskusega VERITAS, H.E.S.S. ja MAGIC ning meil vedas, et just siis, kui allikat jälgiti koos VLBA ja selle muljetavaldava ruumilise lahutusvõimega, juhtus erakordne gammakiirguse ägenemine, ”ütles Beilicke.
"Ainult kõrglahutusega raadiovaatluste ühendamine VHE gammakiirguse vaatlustega võimaldas meil tuvastada gammakiirguse tekkekoha," lisas New Mexico osariigis Socorros asuva riikliku raadioastronoomia vaatluskeskuse töötaja teadur R. Craig Walker. .
M 87 asub Maast 50 miljoni valgusaasta kaugusel galaktikate Neitsi klastris. M 87 keskel asuv must auk on Päikesest kuus miljard korda massiivsem.
Mitte-pöörleva musta augu suuruse annab Schwarzschildi raadius. See neelab kõik - mateeria või kiirgus - mis asub Schwarzschildi raadiuses musta augu keskpunktist. M 87 supermassiivse musta augu raadius Schwarzschild on võrreldav meie Päikesesüsteemi raadiusega.
Mõne supermassiivse musta augu puhul - nagu ka M 87 puhul - on musta augu ümber tiirlevatel ja lähenevatel ainetel kõrge relativistlik väljavool, mida nimetatakse düüsideks. Düüsides olev asi eemaldub mustast august, väljudes selle surmavast gravitatsioonijõust. Düüsid on ühed suurimad objektid Universumis ja need võivad ulatuda tuhandete valgusaastate kaugusel musta augu lähedusest galaktikatevahelisse keskkonda.
M 87 väga kõrge energiaga gammakiirguse emissioon avastati esmakordselt HEGRA Cherenkovi teleskoopide abil 1998. aastal. "Kuid ka tänapäeval on M 87 üks ainult 25-st allikast, mis asuvad väljaspool meie galaktikat ja mis kiirgab [väga suure energiaga] gammakiiri," ütleb Beilicke.
Uued tähelepanekud näitavad nüüd, et osakeste kiirendus ja sellele järgnev gammakiirte emissioon võivad aset leida väga „sisemises joones“, vähem kui umbes 100 Schwarzschildi raadiuses mustast august, mis on eriti kitsas ruum võrreldes reaktiivlennuki või galaktika kogu ulatus.
Nendes vaatlustes osalesid lisaks VERITASele ja VLBA-le ka kõrge energiaga stereoskoopiline süsteem (H.E.S.S.) ja atmosfääri suurt gammakiirgust imago Cherenkovi (MAGIC) gammakiirguse vaatluskeskused.
Pliipealdis: Kunstnike kontseptsioon M87 sisemisest tuumast: must auk, aknekett ja sisemised joad. Autor: Bill Saxton, NRAO / AUI / NSF
Teine pilt: M87 suuremahuline VLA-pilt: valge ring tähistab piirkonda, kus gammakiire teleskoobid võisid öelda, et väga energilised gammakiired on kiiratud. Asukoha kitsendamiseks oli vaja veel VLBA-d. KREDIIT: NRAO / AUI / NSF
Kollaaž: Vasakpoolses ülaosas on galaktika VLA-pilt radioaktiivseid kiirgavaid jooni mõõtkavas umbes 200 000 valgusaastat. Järgnevad suumid kulgevad lähemale galaktika tuuma, kus asub ülimassiivne must auk. Kunstniku kontseptsioonis (taust). keskel illustreeritud must auk on umbes kaks korda suurem kui meie Päikesesüsteem, mis on vaid väike osa galaktika suurusest, kuid mis hoiab Päikese massi umbes kuus miljardit korda. Autor: Bill Saxton, NRAO / AUI / NSF
Allikad: Teadus ja riikliku raadioastronoomia vaatluskeskuse kaudu Eurekalert.
