Ko je orjaška radio galaksija Messier 87 (M 87) sprostila hudournik gama sevanja in radijskega toka, se je zgodilo mednarodno sodelovanje 390 znanstvenikov. O odkritju poročajo v izidu tega tedna Science Express.
Rezultati dajejo prve eksperimentalne dokaze, da se delci pospešijo do izjemno visokih energij v neposredni bližini supermasivne črne luknje in nato oddajajo opažene gama žarke. Gama žarki imajo energijo trilijonkrat večjo od energije vidne svetlobe.
Matthias Beilicke in Henric Krawczynski, oba fizika na Washingtonski univerzi v St. Louisu, sta projekt koordinirala s sodelovanjem sistema za zelo energijsko sevanje s teleskopom (VERITAS). Pri tem so bili vključeni trije nizi od 12-metrskih do 17-metrskih teleskopov, ki zaznavajo zelo visokoenergijske gama žarke, in zelo dolg osnovni niz (VLBA), ki zazna radijske valove z visoko prostorsko natančnost.
"V tesnem sodelovanju s tremi glavnimi opazovalnicami gama žarkov VERITAS, H.E.S.S. smo imeli načrtovano opazovanje gama-žarkov M 87. in MAGIC, in imeli smo srečo, da se je izjemen gama-žarki zgodil ravno, ko smo vir opazili z VLBA in njeno impresivno prostorsko ločljivostjo, "je dejal Beilicke.
"Le združevanje radijskih opazovanj visoke ločljivosti z VHE gama-žarki nam je omogočilo, da poiščemo mesto proizvodnje gama žarkov," je dodal R. Craig Walker, uslužbenec Nacionalnega radijskega astronomskega observatorija v Socorroju v Novi Mehiki .
M 87 se nahaja na razdalji 50 milijonov svetlobnih let od Zemlje v grozdišču Device. Črna luknja v središču M 87 je šest milijard krat bolj masivna kot Sonce.
Velikost črte, ki se ne vrti, je podana s polmerom Schwarzschilda. Vse - snov ali sevanje -, ki pride znotraj enega Schwarzschildovega polmera središča črne luknje, ga bo pogoltnilo. Schwarzschildov polmer supermasivne črne luknje v M 87 je primerljiv s polmerom našega Osončja.
V primeru nekaterih supermasivnih črnih lukenj - kot v M 87 - zadeva kroži in kroži okoli črne luknje, kar daje visoko relativistične odtoke, ki jih imenujemo curki. Zadeva v curkih potuje stran od črne luknje in se izogne svoji smrtonosni gravitacijski sili. Letali so nekateri največji predmeti v vesolju in iz bližine črne luknje v medgalaktični medij lahko dosežejo več tisoč svetlobnih let.
Zelo energijska emisija gama žarkov iz M 87 je bila prvič odkrita leta 1998 s teleskopi HEGRA Čerenkov. "Toda tudi danes je M 87 eden izmed približno 25 virov zunaj naše galaksije, za katere je znano, da oddajajo [zelo visoko energijske] gama žarke," pravi Beilicke.
Nova opažanja kažejo, da se lahko pospešek delcev in posledično oddajanje gama žarkov zgodi v samem "notranjem curku", manj kot približno 100 Schwarzschilljevih polmerov stran od črne luknje, kar je izjemno ozek prostor v primerjavi s skupni obseg curka ali galaksije.
V teh opazovanjih so poleg VERITAS-a in VLBA sodelovali še visokoenergijski stereoskopski sistem (H.E.S.S.) in glavni opazovalci gama-žarkov Atmosferska gama-Ray Čerenkov (MAGIC).
Napis s svinčeno sliko: Umetnikovo pojmovanje notranjega jedra M87: Črna luknja, diskrecijski disk in notranji curek. Zasluge: Bill Saxton, NRAO / AUI / NSF
Druga slika: Velikostna slika VLA M87: Beli krog označuje območje, znotraj katerega bi teleskopi gama žarki lahko razkrili, da se oddajajo zelo energijski gama žarki. Za zožitev lokacije je bila potrebna tudi VLBA. KREDIT: NRAO / AUI / NSF
Kolaž: Zgoraj levo VLA slika galaksije prikazuje radio-oddajajoče curke v merilu približno 200.000 svetlobnih let. Poznejši zumiranje napreduje bližje jedru galaksije, kjer prebiva supermasivna črna luknja. V umetnikovi zasnovi (ozadje). črna luknja, prikazana v središču, je približno dvakrat večja od našega Osončja, majhen del velikosti galaksije, vendar ima približno šest milijardkrat večjo maso Sonca. Zasluge: Bill Saxton, NRAO / AUI / NSF
Viri: Znanost in National Radio Astronomy Observatory, via Eurekalert.
