Астрономи виявили гамма-промені, що витікають з околиць надмасивної чорної діри в основі галактики М87. Спеціальний прилад під назвою H.E.S.S., розташований у Намібії, може виявити, коли ці промені потрапляють у нашу атмосферу, і відстежувати джерело. Астрономи визначили, що регіон, не більший за нашу Сонячну систему навколо чорної діри, відповідає за цей викид гамма-променів; чорна діра діє як прискорювач космічних частинок.
Міжнародна команда астрофізиків з H.E.S.S. співпраця оголосила про відкриття короткочасної змінності потоку гамма-променів дуже високих енергій (VHE) з радіогалактики M 87. У Намібії співпраця побудувала та працює система виявлення, відома як телескопи Черенкова, яка дозволяє виявити ці гамма-промені з рівня землі (див. примітки). Вказуючи цю систему на сусідню галактику, M 87, команда виявила гамма-промені VHE протягом останніх чотирьох років. Справжньою несподіванкою є, однак, що інтенсивність викидів може різко змінитися протягом кількох днів.
Гігантська радіогалактика M 87
Ця галактика, розташована за 50 мільйонів світлових років у сузір’ї Діви, перебуває у надмасовій чорній дірі в 3 тисячі мільйонів сонячних мас, з якої випливає струмінь частинок та магнітних полів. Однак, на відміну від спостережуваних раніше екстрагалактичних джерел VHE гамма-променів - відомих як Блазари - струмінь M 87 не спрямований до Землі, а бачиться під кутом приблизно 30 °. В Блазарі, як вважають, гамма-промені випромінюються в струмені, колиматуються навколо напрямку струменя і підсилюють свою енергію та інтенсивність релятивістським рухом струменевих частинок. Таким чином, M 87 представляє новий тип джерела позагалактичного гамма-випромінювання.
Перші вказівки на випромінювання VHE-гамма-випромінювання з M 87 були помічені в 1998 році за допомогою телескопів HEGRA Черенкова (один з попередників експериментів до H.E.S.S.). З H.E.S.S. Результати цих показань тепер підтверджуються з більшою впевненістю. Потік гамма-променів VHE від М 87 досить слабкий; жодна інша радіо-галактика поки що не була помічена в гамма-випромінюваннях VHE, ймовірно, тому, що більшість є більш віддаленими, ніж порівняно неподалік М 87.
Яка нам коротка мінливість часового масштабу говорить нам
Шкала мінливості в часі - це показник максимального розміру області викидів. Оскільки гамма-промені від заднього кінця області випромінювання подорожують довше, поки вони не дотягнуться до нас, масштаби часу варіабельності не можуть бути набагато короткішими, ніж час, необхідний гамма-променям для перетину області випромінювання. Такі вимірювання змінності часто використовуються для обмеження розміру місця викидів у віддалені об'єкти, часто з більшою точністю, ніж шляхом вимірювання розміру об'єкта на основі кутового розширення на небі. Часова шкала мінливості, що спостерігається H.E.S.S. у M 87 надзвичайно короткий, коротший, ніж виявлено на будь-якій іншій довжині хвилі. Це говорить нам про те, що розмір області, що виробляє VHE-гамма-промені, приблизно відповідає розміру нашої Сонячної системи (1013 м, лише приблизно 0,000001% від розміру всієї радіогалактики М 87). "Це не набагато більше, ніж горизонт подій надмасивної чорної діри в центрі M 87", - каже Маттіас Бейліке, H.E.S.S. вчений, що працює в Гамбурзькому університеті.
Це спостереження робить безпосереднє сусідство з центральною чорною дірою M 87 найбільш вірогідним місцем для отримання гамма-променів VHE; інші конструкції у струменях M 87 мають тенденцію мати більш масштабні масштаби. Фізику виробничих процесів ще належить визначити, і цілком нові механізми можуть бути використані через близькість чорної діри, яку відкриття H.E.S.S. команда продемонструвала. Цілком ймовірно, що ми маємо справу з іншим механізмом виробництва, ніж для Блазарів, реактивні літаки яких спрямовані на нас. У цьому регіоні, поблизу чорної діри, речовина, яка виділяється з чорної діри, також створює релятивістський плазмовий струмінь - процес, який, як правило, ще не до кінця вивчений. Те, що гамма-промені можуть втекти з цієї жорстокої області, може здатися дивним, але це можливо, оскільки чорна діра в M 87 накопичує речовину з відносно низькою швидкістю, порівняно з іншими чорними дірами. Крім того, не можна виключати, що такі релятивистські ефекти, як такі, що відбуваються в інших екстрагалактичних джерелах, сприяють на певному рівні, але враховуючи, що струмінь не спрямований на нас, великі релятивістські ефекти малоймовірні.
H.E.S.S. провідний шлях
З цим і попередніми відкриттями позагалактичних джерел, H.E.S.S. лідирує в розумінні процесів, пов'язаних з тим, як виробляються ці надзвичайно енергетичні фотони. Радіо галактика M 87 - це відмінна лабораторія для вивчення ядра цих галактик, з їх надмасивними чорними дірами, які діють як двигуни для прискорення частинок до надзвичайно високих енергій, видаючи VHE гамма-промені в цьому процесі. Цей об’єкт можна вивчити і порівняти з більш численними, але більш віддаленими Блазарами, де струмінь затьмарює наш погляд на центральне джерело. Для M 87 ми тепер знаємо, що ми маємо чітке уявлення про центральний двигун з H.E.S.S., тим самим приводячи до кращого розуміння всіх екстрагалактичних джерел гамма-випромінювання VHE.
Оригінальне джерело: Новини випуску Товариства Макса Планка
