Ξέρουμε επιτέλους πώς οι μαύρες τρύπες παράγουν το πιο λαμπρό φως στο σύμπαν: ScienceAlert

Ξέρουμε επιτέλους πώς οι μαύρες τρύπες παράγουν το πιο λαμπρό φως στο σύμπαν: ScienceAlert

Για κάτι που δεν εκπέμπει φως Μπορούμε να το ανακαλύψουμεΚαι το μαύρες τρύπες Απλώς αρέσει να βυθίζονται στη λάμψη.

Στην πραγματικότητα, μέρος του φωτεινότερου φωτός στο σύμπαν προέρχεται από υπερμεγέθεις μαύρες τρύπες. Λοιπόν, όχι στην πραγματικότητα οι ίδιες οι μαύρες τρύπες. Είναι το θέμα γύρω τους καθώς διασκορπίζουν ενεργά τεράστιες ποσότητες ύλης από το άμεσο περιβάλλον τους.

Μεταξύ των φωτεινότερων από αυτούς τους στροβιλιζόμενους πλωτήρες θερμού υλικού είναι οι γαλαξίες γνωστοί ως blazars. Όχι μόνο λάμπουν με τη θερμότητα του κελύφους της δίνης, αλλά διοχετεύουν επίσης την ύλη σε «φλεγόμενες» δέσμες που ταξιδεύουν σε όλο το σύμπαν, εκπέμποντας ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία σε ενέργειες που είναι δύσκολο να κατανοηθούν.

Οι επιστήμονες ανακάλυψαν επιτέλους τον μηχανισμό για την παραγωγή του εκπληκτικού φωτός υψηλής ενέργειας που φτάνει σε εμάς πριν από δισεκατομμύρια χρόνια: σοκ στο Μαύρη τρύπαΠίδακες που επιταχύνουν τα σωματίδια σε εκπληκτικές ταχύτητες.

“Αυτό είναι ένα μυστήριο 40 ετών που λύθηκε” λέει ο αστρονόμος Γιάννης Λιουδάκης Φινλανδικό Κέντρο Αστρονομίας με την ESO (FINCA). «Επιτέλους πήραμε όλα τα κομμάτια του παζλ και η εικόνα που ζωγράφισαν ήταν ξεκάθαρη».

Οι περισσότεροι από τους γαλαξίες στο σύμπαν είναι χτισμένοι γύρω από μια υπερμεγέθη μαύρη τρύπα. Αυτά τα εκπληκτικά μεγάλα αντικείμενα κάθονται στο κέντρο του γαλαξία, μερικές φορές κάνουν πολύ λίγα (π.χ. αψίδα α*η μαύρη τρύπα στην καρδιά του Γαλαξία) και μερικές φορές κάνει πάρα πολλά.

Αυτή η δραστηριότητα αποτελείται από αθροιστικό υλικό. Ένα τεράστιο σύννεφο συγκεντρώνεται σε έναν ισημερινό δίσκο γύρω από τη μαύρη τρύπα και περιστρέφεται γύρω από αυτήν όπως νερό γύρω από την αποχέτευση. Οι αλληλεπιδράσεις τριβής και βαρύτητας στον ακραίο χώρο που περιβάλλει τη μαύρη τρύπα προκαλούν αυτή την ύλη να θερμαίνεται και να λάμπει έντονα σε μια σειρά μηκών κύματος. Αυτή είναι μια από τις πηγές φωτός της μαύρης τρύπας.

READ  Ανακάλυψη της παλαιότερης μαύρης τρύπας στο σύμπαν

Το άλλο – που παίζει σε μπλάζαρ ​​- είναι δίδυμοι πίδακες υλικού που πυροβολούνται από τις πολικές περιοχές έξω από τη μαύρη τρύπα, κάθετα στον δίσκο. Αυτοί οι πίδακες πιστεύεται ότι είναι υλικό από το εσωτερικό άκρο του δίσκου και αντί να πέφτει προς τη μαύρη τρύπα, επιταχύνεται κατά μήκος των γραμμών του εξωτερικού μαγνητικού πεδίου στους πόλους, όπου πυροβολείται με πολύ υψηλές ταχύτητες, κοντά στην ταχύτητα του φωτός.

Για να ταξινομηθεί ένας γαλαξίας ως πλατεία, αυτοί οι πίδακες πρέπει να κατευθύνονται σχεδόν απευθείας στον θεατή. Αυτοί είμαστε εμείς στη Γη. Χάρη στην έντονη επιτάχυνση των σωματιδίων, λάμπουν με φως σε όλο το ηλεκτρομαγνητικό φάσμα, συμπεριλαμβανομένων των ακτίνων γάμμα υψηλής ενέργειας και των ακτίνων Χ.

Ο ακριβής τρόπος με τον οποίο αυτός ο πίδακας επιταχύνει τα σωματίδια σε τόσο υψηλές ταχύτητες ήταν ένα γιγάντιο κοσμολογικό ερωτηματικό για δεκαετίες. Αλλά τώρα, υπάρχει ένα πανίσχυρο νέο τηλεσκόπιο ακτίνων Χ που ονομάζεται Polarimetry Explorer (Ex-ray Imaging Explorer).ΙΧΠΕ), το οποίο ξεκίνησε τον Δεκέμβριο του 2021, οι επιστήμονες κρατούν το κλειδί για την επίλυση του μυστηρίου. Είναι το πρώτο διαστημικό τηλεσκόπιο που ανιχνεύει την κατεύθυνση ή την πόλωση των ακτίνων Χ.

“Οι πρώτες μετρήσεις πόλωσης ακτίνων Χ αυτής της κατηγορίας πηγών επέτρεψαν, για πρώτη φορά, μια άμεση σύγκριση με μοντέλα που αναπτύχθηκαν από την παρατήρηση άλλων συχνοτήτων φωτός, από το ραδιόφωνο έως τις ακτίνες γάμμα πολύ υψηλής ενέργειας.” λέει ο αστρονόμος Immaculata Donnarumma Ιταλική Διαστημική Υπηρεσία.

Το IXPE έχει μετατραπεί σε Το πιο φωτεινό αντικείμενο υψηλής ενέργειας Στον ουρανό μας, ένα plezar που ονομάζεται Markarian 501, βρίσκεται 460 εκατομμύρια έτη φωτός μακριά στον αστερισμό του Ηρακλή. Για έξι ημέρες τον Μάρτιο του 2022, το τηλεσκόπιο συνέλεξε δεδομένα σχετικά με το φως ακτίνων Χ που εκπέμπεται από το αεροπλάνο Blazar.

READ  Το επίμονο Rover της NASA ρίχνει τους βράχους του Άρη «για να κοιτάξει κάτι που κανείς δεν έχει δει πριν»
Εικονογράφηση που δείχνει το IXPE να παρατηρεί το Μαρκαριάν 501, με το φως να χάνει ενέργεια καθώς απομακρύνεται από το προσκήνιο πρόσκρουσης. (Πάμπλο Γκαρσία/NASA/MSFC)

Ταυτόχρονα, άλλα παρατηρητήρια μετρούσαν φως από άλλες περιοχές μήκους κύματος, από ραδιόφωνο έως οπτικό, που προηγουμένως ήταν τα μόνα διαθέσιμα δεδομένα για το Markarian 501.

Η ομάδα σύντομα παρατήρησε μια περίεργη διαφορά στο φως των ακτίνων Χ. Ο προσανατολισμός τους ήταν σημαντικά πιο λοξός ή πολωμένος από ό,τι σε μικρότερα μήκη κύματος ενέργειας. Το οπτικό φως ήταν πιο πολωμένο από τις ραδιοσυχνότητες.

Ωστόσο, η κατεύθυνση πόλωσης ήταν η ίδια για όλα τα μήκη κύματος και ευθυγραμμισμένη με τον επίπεδο προσανατολισμό. Η ομάδα διαπίστωσε ότι αυτό είναι σύμφωνο με τα μοντέλα στα οποία οι κραδασμοί στα αεροσκάφη παράγουν κρουστικά κύματα που παρέχουν πρόσθετη επιτάχυνση κατά μήκος του πίδακα. Πιο κοντά στο σοκ, αυτή η επιτάχυνση είναι στο υψηλότερο σημείο της, παράγοντας ακτίνες Χ. Κατά μήκος του επιπέδου, τα σωματίδια χάνουν ενέργεια, παράγοντας φως χαμηλότερης ενέργειας και στη συνέχεια εκπομπή ραδιοφώνου, με λιγότερη πόλωση.

“Όταν το κρουστικό κύμα διασχίζει την περιοχή, το μαγνητικό πεδίο γίνεται ισχυρότερο και η ενέργεια των σωματιδίων αυξάνεται.” λέει ο αστρονόμος Άλαν Μάρτσερ από το Πανεπιστήμιο της Βοστώνης. «Η ενέργεια προέρχεται από την κινητική ενέργεια του υλικού που δημιουργεί το κρουστικό κύμα».

Δεν είναι ξεκάθαρο γιατί συμβαίνουν οι κραδασμοί, αλλά ένας πιθανός μηχανισμός είναι το γρηγορότερο υλικό στο πίδακα να πιάσει τη διαφορά με τα πιο αργά κινούμενα αδρανή, δημιουργώντας συγκρούσεις. Η μελλοντική έρευνα μπορεί να βοηθήσει στην επιβεβαίωση αυτής της υπόθεσης.

Δεδομένου ότι τα blazars είναι από τους πιο ισχυρούς επιταχυντές σωματιδίων στο σύμπαν και ένα από τα καλύτερα εργαστήρια για την κατανόηση της ακραίας φυσικής, αυτή η έρευνα είναι ένα πολύ σημαντικό κομμάτι του παζλ.

READ  Κινούμενα σχέδια για το νέο βίντεο του διαστημικού σκάφους SpaceX He Tron Meets a Blade Runner in Space

Η μελλοντική έρευνα θα συνεχίσει να παρακολουθεί το Markarian 501 και θα παραπέμπει το IXPE σε άλλα blazars για να διαπιστωθεί εάν μπορούν να εντοπιστούν παρόμοιες πολώσεις.

Έρευνα που δημοσιεύτηκε στο φυσική αστρονομία.

Αφήστε μια απάντηση

Η ηλ. διεύθυνση σας δεν δημοσιεύεται. Τα υποχρεωτικά πεδία σημειώνονται με *