Když obří rádiová galaxie Messier 87 (M 87) uvolnila proud gama záření a rádiového toku, došlo k mezinárodní spolupráci 390 vědců. Oznamují objev v tomto týdnu vydání Science Express.
Výsledky dávají první experimentální důkaz, že částice jsou urychlovány na extrémně vysoké energie v bezprostřední blízkosti supermasivní černé díry a poté emitují pozorované paprsky gama. Gama paprsky mají energie bilionkrát vyšší než energie viditelného světla.
Matthias Beilicke a Henric Krawczynski, oba fyzici na Washingtonské univerzitě v St. Louis, koordinovali projekt pomocí spolupráce s velmi energetickým radiačním zobrazovacím dalekohledem (VERITAS). Úsilí zahrnovalo tři pole 12 metrů (39 stop) až 17 metrů (56 stop) dalekohledy, které detekují velmi vysoko energetické paprsky gama, a velmi dlouhá základní linie (VLBA), která detekuje rádiové vlny s velkým prostorovým přesnost.
"Plánovali jsme pozorování gama paprsků M 87 v úzké spolupráci se třemi hlavními observatořími gama VERITAS, H.E.S.S. a MAGIC, a my jsme měli štěstí, že k mimořádné záři gama paprsků došlo právě tehdy, když byl zdroj pozorován pomocí VLBA a jeho působivé schopnosti prostorového rozlišení, “řekl Beilicke.
"Pouze kombinace radio-pozorování s vysokým rozlišením a pozorování gama paprsky VHE nám umožnila lokalizovat místo produkce gama paprsků," dodal R. Craig Walker, vědecký pracovník Národní observatoře pro rozhlasovou astronomii v Socorru v Novém Mexiku. .
M 87 se nachází ve vzdálenosti 50 milionů světelných let od Země v kupě galaxií Panny. Černá díra ve středu M 87 je šest miliardkrát hmotnější než Slunce.
Velikost nerotující černé díry je dána poloměrem Schwarzschild. Všechno - hmota nebo záření - které spadá do jednoho poloměru Schwarzschilda od středu černé díry, bude jím pohlceno. Poloměr Schwarzschildovy superhmotné černé díry v M 87 je srovnatelný s poloměrem naší sluneční soustavy.
V případě některých superhmotných černých děr - jako v M 87 - obíhají a přibližují se síly černé díry vysoce relativistické odtoky, nazývané trysky. Hmota v tryskách putuje pryč od černé díry a uniká její smrtící gravitační síle. Trysky jsou jedny z největších objektů ve vesmíru a mohou dosáhnout až tisíce světelných let od okolí černé díry do mezigalaktického média.
Velmi vysoká energetická emise gama paprsků z M 87 byla poprvé objevena v roce 1998 pomocí dalekohledů HEGRA Cherenkov. "Ale i dnes je M 87 jedním z pouhých asi 25 zdrojů mimo naši galaxii, o nichž je známo, že emitují gama paprsky [s velmi vysokou energií]," říká Beilicke.
Nová pozorování nyní ukazují, že k zrychlení částic a následné emisi gama paprsků může dojít ve velmi „vnitřním paprsku“, méně než asi 100 poloměrů Schwarzschildů od černé díry, což je ve srovnání s celkový rozsah trysky nebo galaxie.
Kromě pozorování VERITAS a VLBA byl do těchto pozorování zapojen vysoce energetický stereoskopický systém (H.E.S.S.) a gama paprskové observatoře pro hlavní atmosférické gama záření Cherenkov (MAGIC).
Titulek hlavního obrázku: Koncepce umělce vnitřního jádra M87: Černá díra, akreční disk a vnitřní trysky. Kredit: Bill Saxton, NRAO / AUI / NSF
Druhý obrázek: Snímek VLA ve velkém měřítku M87: Bílý kruh označuje oblast, ve které by dalekohledy gama mohly říci, že byly vysílány velmi energetické paprsky gama. Chcete-li zúžit umístění dále vyžadoval VLBA. KREDIT: NRAO / AUI / NSF
Koláž: Vlevo nahoře obrázek VLA galaxie ukazuje trysky emitující rádiové záření v měřítku asi 200 000 světelných let. Následující přiblížení postupuje blíže k jádru galaxie, kde sídlí supermasivní černá díra. V konceptu umělce (pozadí). černá díra znázorněná ve středu má asi dvojnásobek velikosti naší Sluneční soustavy, malý zlomek velikosti galaxie, ale drží přibližně šest miliardkrát větší množství Slunce. Kredit: Bill Saxton, NRAO / AUI / NSF
Zdroje: Věda a Národní radioastronomická observatoř, přes Eurekalert.
