Mes, niūrūs žmonės, manome, kad galime pagreitinti daleles? Pažiūrėkite, kaip mes didžiuojamės Didysis hadronų greitintuvas . Tačiau bet koks mūsų sukurtas dalelių greitintuvas nublanks prieš kvazarus, gamtos greitintuvus.
Tie daiktai yra žvėrys.
Terminas kvazaras yra „kvazižvaigždinio radijo šaltinio“ susitraukimas, nors ir gremėzdiškas. Kai jie pirmą kartą buvo atrasti šeštajame dešimtmetyje, tai buvo dėl nepaaiškinamos radijo spinduliuotės. Vaizduose jie buvo tik į žvaigždes panašūs šviesos taškai. Taigi jie buvo pažymėti kaip beveik žvaigždžių radijo šaltiniai.
Kvazaras iš tikrųjų yra aktyvus galaktikos branduolys (AGN); ir itin šviesus.
AGN yra kompaktiškas, perpildytas centrinis galaktikos regionas. Tyrimai rodo, kad intensyvus šviesumas, sklindantis iš AGN, nėra nuo žvaigždžių šviesos. Ten yra dar kažkas.
Hablo kosminio teleskopo vaizdas, kuriame užfiksuotas dulkių diskas, uždengiantis centrinę Kentauro A sritį. Vaizdo autorius: NASA / ESA / Hablas
Daugumos didelių galaktikų, galbūt visų, centre yra supermasyvi juodoji skylė (SMBH). Aplink tą skylę besisukantis medžiagos akrecinis diskas, traukiamas galingos juodosios skylės gravitacinės traukos. Medžiaga besisukančiame diske įsibėgėja iki reliatyvistinio greičio. Kai jis įsibėgėja, jis įkaista ir pradeda šviesti.
AGN yra labiausiai nuolat šviečiantys objektai, apie kuriuos žinome. O kvazarai yra galingiausi AGN. Astronomai stebėjo intensyvią kvazarų elektromagnetinę spinduliuotę visame spektre – nuo radijo bangų iki gama spindulių.
Naujame tyrime buvo nagrinėjama kvazarų gaunama energija. Jie sutelkė dėmesį į didžiausią energijos išmetimą – gama spindulius – ir nustatė, kad jų emisijos šaltinis neapsiriboja vien centriniu regionu ir ten esančiu akrecijos disku. Vietoj to, gama spindulių emisija taip pat kyla iš plazmos purkštukų, kurių ilgis yra tūkstančiai šviesmečių ir tęsiasi iš centrinio regiono.
Tai yra „Chandra“ rentgeno spindulių observatorijos Kentauro A vaizdas. Jame matyti reliatyvistinė srovė, besitęsianti 30 000 šviesmečių atstumu nuo centrinės juodosios skylės. Vaizdo kreditas: R.Kraft (SAO) ir kt., CXO, NASA – http://apod.nasa.gov/apod/ap030705.html (vaizdo nuoroda)http://chandra.harvard.edu/photo/2001 /0157blue/index.html (vaizdo nuoroda), viešasis domenas, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=536971
Šio naujo tyrimo pavadinimas yra „ Pagreičio sprendimas labai didelėms energijoms išilgai Kentauro A čiurkšlės . Ją bendrai sukūrė H.E.S.S. Bendradarbiavimas , daugiau nei 200 mokslininkų grupė iš 13 šalių. Straipsnis paskelbtas žurnale Nature.
„Centaur A“, dar vadinamas NGC 5128, yra artimiausias galaktikos radijas mums, todėl jo AGN buvo plačiai ištirtas. Jis taip pat labai ryškus, todėl astronomai mėgėjai tai gerai žino. Jo struktūros detalės yra gana gerai žinomos.
Spalvotas sudėtinis Kentauro A vaizdas, atskleidžiantis skilteles ir purkštukus, sklindančius iš aktyvios galaktikos centrinės juodosios skylės. Tai vaizdų, gautų trimis instrumentais, veikiančiais labai skirtingais bangos ilgiais, rinkinys. 870 mikronų submilimetrų duomenys iš LABOCA APEX rodomi oranžine spalva. Rentgeno duomenys iš Chandra rentgeno observatorijos rodomi mėlyna spalva. Matomos šviesos duomenys iš plataus lauko vaizdo kameros (WFI) MPG/ESO 2,2 m teleskope, esančiame La Siloje, Čilėje, rodo žvaigždes ir galaktikai būdingą dulkių juostą beveik „tikra spalva“. ESO/WFI (optinis); MPIfR/ESO/APEX/A.Weiss ir kt. (Submilimetras); NASA/CXC/CfA/R.Kraft ir kt. (rentgenas) – http://www.eso.org/public/images/eso0903a/, CC BY 4.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=5821706
Tačiau šio naujo tyrimo rezultatai kelia naujų klausimų mūsų supratimui apie kvazarus.
Gama spinduliai yra sudaryti iš itin didelės energijos fotonų. Jų stebėjimas yra labai svarbus norint ištirti energingiausius Visatos dalykus, pavyzdžiui, kvazarus.
H.E.S.S. reiškia High Energy Stereoscopic System. Tai daugybė antenų Namibijoje, kuri tiria labai didelės energijos (VHE) gama spindulių astrofiziką. Už šį darbą H.E.S.S. praleido daugiau nei 200 valandų stebėdamas Kentaurą A didele raiška. Tyrėjai sugebėjo ištirti plazmos čiurkšlių trajektoriją ir nustatyti didelės energijos spinduliuotės šaltinį.
Didelis centrinis teleskopas HESS masyve. Jis buvo atsakingas už pirmąjį gama spinduliuotės pliūpsnį labai didelės energijos gama spinduliuose. Vaizdo kreditas:MPIK / Christian Föhr
Jie nustatė, kad gama spinduliuotė sklinda ne tik iš centrinės galaktikos srities, esančios netoli juodosios skylės ir jos akrecinio disko, bet ir iš čiurkšlių. Ir tie purkštukai tęsiasi tūkstančius šviesmečių. Tai reiškia, kad dalelių pagreitis neapsiriboja kvazaro akrecijos disku, bet ir pačios purkštukai taip pat veikia kaip tūkstančius šviesmečių ilgio dalelių greitintuvai.
Šiame tyrimo vaizde balta brūkšnine linija pavaizduota labai didelės energijos gama spinduliuojanti Kentauro A sritis. Vaizdo kreditas: HESS Collaboration.
Vienas iš šio tyrimo rezultatų yra tas, kad šie purkštukai ir jų didelės energijos spinduliuotė gali būti didelio kiekio foninių gama spindulių Visatoje šaltinis.
Visatoje yra daug radijo galaktikų. Jei tolesni tyrimai parodys, kad kiti kvazarai taip pat skleidžia gama spinduliuotę per tūkstantį šviesmečių savo reliatyvistinių čiurkšlių, tai labai padėtų paaiškinti Visatos foninę gama spinduliuotę.
H.E.S.S. šiuo metu yra pati jautriausia gama spindulių observatorija. Tačiau netrukus, Čerenkovo teleskopų masyvas (CTA) veiks visapusiškai. Šis įrenginys leis dar detaliau stebėti Kentauro A ir kitus kvazarus.
Paprastai gama spinduliai nėra stebimi iš Žemės, o tai priklauso nuo kosmoso observatorijų, tokių kaip Fermi gama spindulių kosminis teleskopas kad juos išvarytų. Tačiau H.E.S.S. ir CTA Array laikosi kitokio požiūrio.
Tiek H.E.S.S. ir Čerenkovo teleskopo matrica matuoja Čerenkovo spinduliuotės reiškinį. Kai didelės energijos gama spinduliai patenka į Žemės atmosferą, jie kartais sukuria ypač dideliu greičiu elektronų / pozitronų poras. Šios dalelės skleidžia vadinamąją Čerenkovo spinduliuotę, jei jų greitis yra didesnis už pačią šviesą atmosferos terpėje.
Daugiau:
- Pranešimas spaudai: Kvazaro purkštukai yra tūkstančių šviesmečių ilgio dalelių greitintuvai
- Mokslinis darbas: Pagreičio sprendimas labai didelėms energijoms išilgai Kentauro A čiurkšlės
- Visata šiandien: Aptikti gama spinduliai, sklindantys iš krabo ūko