Când galaxia radio gigantă Messier 87 (M 87) a dezlănțuit un torent de radiații gamma și flux radio, s-a întâmplat o colaborare internațională de 390 de oameni de știință. Ei raportează descoperirea în problema din această săptămână Science Express.
Rezultatele oferă mai întâi dovezi experimentale că particulele sunt accelerate până la energii extrem de mari în imediata apropiere a unei găuri negre supermasive și apoi emit raze gamma observate. Razele gamma au energii de un trilion de ori mai mare decât energia luminii vizibile.
Matthias Beilicke și Henric Krawczynski, ambii fizicieni de la Universitatea Washington din St. Louis, au coordonat proiectul folosind colaborarea VERITAS (Very Energetic Radaging Imesc Telescope Array System). Efortul a implicat trei tablouri de telescoape de 12 metri (39 de picioare) până la 17 de metri (56 de picioare), care detectează raze gamma cu energie foarte mare, și foarte lungă linie de bază (VLBA), care detectează undele radio cu spațiu ridicat precizie.
„Am programat observații cu raze gamma ale M 87 într-un efort de cooperare strâns cu cele trei mari observatorii de raze gamma VERITAS, H.E.S.S. și MAGIC, și am avut norocul că o rachetă extraordinară de raze gamma s-a întâmplat tocmai când s-a observat sursa cu VLBA și puterea sa impresionantă de rezolvare spațială ”, a spus Beilicke.
„Numai combinarea observațiilor radio de înaltă rezoluție cu observațiile cu raze gamma VHE ne-a permis să localizăm locul producției de raze gamma”, a adăugat R. Craig Walker, un om de știință al Observatorului Național de Radio Astronomie din Socorro, New Mexico .
M 87 este situat la o distanță de 50 de milioane de ani lumină față de Pământ, în grupul de galaxii Fecioare. Gaura neagră din centrul M 87 este de șase miliarde de ori mai masivă decât Soarele.
Mărimea unei găuri negre care nu se rotește este dată de raza Schwarzschild. Totul - materia sau radiația - care intră într-o rază Schwarzschild din centrul găurii negre va fi înghițit de ea. Raza Schwarzschild a găurii negre supermasive din M 87 este comparabilă cu raza sistemului nostru solar.
În cazul unor găuri negre supermasive - ca în M 87 - materia care orbitează și se apropie de gaura neagră are puteri de ieșire extrem de relativiste, numite jeturi. Materia din jeturi se deplasează departe de gaura neagră, scăpând de forța sa gravitațională mortală. Jeturile sunt unele dintre cele mai mari obiecte din Univers și pot ajunge la multe mii de ani-lumină de la vecinătatea găurii negre în mediul intergalactic.
Emisiunea cu raze gamma de energie foarte mare de la M 87 a fost descoperită pentru prima dată în 1998 cu telescoapele HEGRA Cherenkov. „Dar chiar și astăzi, M 87 este una dintre cele aproximativ 25 de surse din afara galaxiei noastre cunoscute pentru a emite raze gamma [foarte mare energie]”, spune Beilicke.
Noile observații arată acum că accelerarea particulelor și emisia ulterioară de raze gamma se pot întâmpla în „jetul interior”, la mai puțin de aproximativ 100 de raze Schwarzschild distanță de gaura neagră, care este un spațiu extrem de restrâns în comparație cu întinderea totală a jetului sau a galaxiei.
Pe lângă VERITAS și VLBA, în aceste observații au fost implicați Sistemul Stereoscopic de înaltă energie (H.E.S.S.) și principalele observații cu raze gamma de imagini cu raze gamma Cherenkov (MAGIC).
Subtitrare imagine: Concepția artiștilor despre miezul interior al lui M87: Gaura neagră, discul de acumulare și jeturi interioare. Credit: Bill Saxton, NRAO / AUI / NSF
A doua imagine: Imaginea VLA la scară largă a M87: Cercul alb indică zona în care telescoapele cu raze gamma ar putea spune că radiațiile gamma foarte energetice erau emise. Pentru a restrânge locația a fost nevoie de VLBA. CREDIT: NRAO / AUI / NSF
colaj: În stânga sus, o imagine VLA a galaxiei arată jeturile care emit radio la o scară de aproximativ 200.000 de ani-lumină. Zoom-urile ulterioare progresează mai aproape de miezul galaxiei, unde se află gaura neagră supermasivă. În concepția artistului (fundal). gaura neagră ilustrată în centru este de aproximativ două ori mai mare decât sistemul nostru solar, o fracțiune minusculă din dimensiunea galaxiei, dar care deține aproximativ șase miliarde de ori mai mult decât masa Soarelui. Credit: Bill Saxton, NRAO / AUI / NSF
surse: Ştiinţă și Observatorul Național de Radio Astronomie, via Skip.
