Коли гігантська радіогалактика Messier 87 (M 87) розв'язала потоки гамма-випромінювання та радіотоку, спостерігалось міжнародне співробітництво 390 вчених. Вони повідомляють про відкриття у цьому випуску цього тижня Science Express.
Результати дають перші експериментальні докази того, що частинки прискорюються до надзвичайно високих енергій в безпосередній близькості від надмасивної чорної діри і потім випромінюють спостережувані гамма-промені. Гамма-промені мають енергію в трильйон разів більше, ніж енергію видимого світла.
Маттіас Бейліке та Генрік Кравчинський, обидва фізики з Вашингтонського університету в Сент-Луїсі, координували проект, використовуючи співпрацю системи телескопа масиву дуже енергійного випромінювання (VERITAS). Ці зусилля включали три масиви від 12-метрових (39-футових) до 17-метрових (56-футових) телескопів, які виявляють гамма-промені дуже високої енергії, і дуже довгий базовий масив (VLBA), який виявляє радіохвилі з високою просторовою точність.
"Ми запланували спостереження гамма-випромінювання M 87 в тісному співробітництві з трьома основними обсерваторіями гамма-променів VERITAS, H.E.S.S. та МАГІК, і нам пощастило, що надзвичайний спалах гамма-променів стався саме тоді, коли джерело спостерігали за VLBA та його вражаючою здатністю до просторового вирішення », - сказав Бейліке.
"Тільки поєднання радіоспостережень високої роздільної здатності із спостереженнями VHE-гамма-променів дозволило нам знайти місце виробництва гамма-променів", - додав Р. Крейг Уокер, науковий співробітник Національної обсерваторії радіоастрономії в Сокорро, Нью-Мексико .
М 87 знаходиться на відстані 50 мільйонів світлових років від Землі у скупченні галактик Діви. Чорна діра в центрі М 87 в шість мільярдів разів масивніша за Сонце.
Розмір чорної діри, що не обертається, задається радіусом Шварцшильда. Все - матерія або випромінювання - що потрапляє в межах одного радіуса Шварцшильда від центру чорної діри, воно проковтне. Радіус Шварцшильда надмасивної чорної діри в М 87 порівнянний з радіусом нашої Сонячної системи.
У випадку деяких надмасивних чорних дір - як у M 87 - матерія орбітується і наближається до чорної діри, викликає сильні релятивістські відтоки, звані струменями. Матерія в струменях відходить далеко від чорної діри, рятуючись від своєї смертельної сили гравітації. Реактивні літаки є одними з найбільших об'єктів у Всесвіті, і вони можуть досягати багатьох тисяч світлових років від околиць чорної діри до міжгалактичного середовища.
Дуже високоенергетичне випромінювання гамма-випромінювання з M 87 було вперше виявлено у 1998 році за допомогою телескопів HEGRA Черенкова. «Але навіть сьогодні M 87 є одним із лише 25 джерел поза нашою галактикою, які, як відомо, випромінюють [дуже високоенергетичні] гамма-промені, - каже Бейліке.
Нові спостереження тепер показують, що прискорення частинок і подальше випромінювання гамма-променів можуть відбуватися в самій «внутрішній струміні», менше ніж в 100 радіусах Шварцшильда від чорної діри, що є надзвичайно вузьким простором порівняно з загальна протяжність струменя або галактики.
Окрім VERITAS та VLBA, у цих спостереженнях були задіяні стереоскопічна система високої енергії (H.E.S.S.) та головні обсерваторії гамма-випромінювання Черенков (MAGIC) з атмосферою.
Заголовок зображення свинцю: Поняття художника про внутрішнє ядро M87: Чорна діра, накопичувальний диск та внутрішні струмені. Кредит: Білл Сакстон, NRAO / AUI / NSF
Друге зображення: Масштабне зображення VLA M87: Біле коло вказує область, в межах якої телескопи гамма-променів могли б повідомити про випромінювання дуже енергійних гамма-променів. Щоб звузити місце розташування, додатково потрібно VLBA. КРЕДИТ: NRAO / AUI / NSF
Колаж: Зліва вгорі на зображенні галактики VLA зображено радіовипромінювання в масштабі близько 200 000 світлових років. Подальші масштаби просуваються ближче до ядра галактики, де знаходиться надмасивна чорна діра. У концепції художника (фон). чорна діра, проілюстрована в центрі, приблизно вдвічі більша від нашої Сонячної системи, крихітна частка розміру галактики, але вона містить приблизно шість мільярдів разів більше маси Сонця. Кредит: Білл Сакстон, NRAO / AUI / NSF
Джерела: Наука та Національної обсерваторії радіоастрономії, через Еврикалерт.
