Kad je divovska radio galaksija Messier 87 (M 87) otvorila bujicu gama zračenja i radio fluksa, dogodila se međunarodna suradnja 390 znanstvenika. Izvještavaju o otkriću u ovotjednom izdanju Science Express.
Rezultati daju prve eksperimentalne dokaze da se čestice ubrzavaju do ekstremno visoke energije u neposrednoj blizini supermasivne crne rupe, a zatim emitiraju promatrane gama zrake. Gama zrake imaju energiju trilijuna puta veću od energije vidljive svjetlosti.
Matthias Beilicke i Henric Krawczynski, obojica fizičari na Sveučilištu Washington u St. Louisu, koordinirali su projekt koristeći suradnju sustava VERITAS za vrlo energetski zračenje zračenjem. Napori su uključivali tri niza od 12-metarskih (39 stopa) do 17-metarskih teleskopa, koji otkrivaju vrlo visokoenergetske gama zrake, i jako dugog osnovnog niza (VLBA) koji otkriva radio valove s visokim prostornim preciznost.
"Zakazali smo gama-promatranje M 87 u tijesnoj suradnji s tri glavna gama-promatračnica VERITAS, H.E.S.S. i MAGIC, a imali smo sreću da se izvanredna gama-žarka dogodila upravo kad je izvor opažen s VLBA-om i njegovom impresivnom moći prostornog razlučivanja ", rekao je Beilicke.
"Jedino kombiniranje radio-opažanja visoke rezolucije i VHE gama-zračenja omogućilo nam je pronalaženje mjesta proizvodnje gama-zraka", dodao je R. Craig Walker, znanstvenik iz Nacionalne radio-astronomske opservatorije u Socorrou, New Mexico ,
M 87 nalazi se na udaljenosti od 50 milijuna svjetlosnih godina od Zemlje u sjedinjenju galagija Djevica. Crna rupa u središtu M 87 je šest milijardi puta masivnija od Sunca.
Veličina crne rupe koja se ne rotira, dana je Schwarzschildov polumjer. Sve - materija ili zračenje - koje dođe unutar jednog Schwarzschildovog polumjera u sredinu crne rupe progutaće ga. Schwarzschildov polumjer supermasivne crne rupe u M 87 usporediv je s polumjerom našeg Sunčevog sustava.
U slučaju nekih supermasivnih crnih rupa - kao u M 87 - materija se kreće u orbiti i približava se crnoj rupi snažno visoko relativistički odljevi, nazvani mlazovi. Materija u mlazovima putuje dalje od crne rupe, bježeći od svoje smrtonosne gravitacijske sile. Mlaznici su neki od najvećih objekata u svemiru, a oni mogu dosegnuti tisuće svjetlosnih godina iz blizine crne rupe u intergalaktičkom mediju.
Emisija gama-zraka visoke energije iz M 87 prvi je put otkrivena 1998. godine pomoću teleskopa HEGRA Čerenkov. "Ali čak je i danas M 87 jedan od samo oko 25 izvora izvan naše galaksije za koje se zna da emitiraju [vrlo visoke energije] gama zraka", kaže Beilicke.
Nova zapažanja sada pokazuju da se ubrzanje čestica i naknadno emitiranje gama zraka mogu dogoditi u samom "unutarnjem mlazu", manje od oko 100 Schwarzschill radijusa od crne rupe, što je izuzetno uski prostor u odnosu na ukupni opseg mlaza ili galaksije.
Pored VERITAS-a i VLBA, u tim su promatranjima bili uključeni i visokoenergetski stereoskopski sustav (H.E.S.S.) i glavni zračni opservatorij gama-zračenja Cherenkov (MAGIC).
Opis slike: Zamišljanje unutarnje jezgre umjetnika M87: Crna rupa, akrecijski disk i unutarnji mlazovi. Zasluge: Bill Saxton, NRAO / AUI / NSF
Druga slika: VLA slika velike veličine M87: Bijeli krug označava područje unutar kojeg gama-teleskopi mogu razabrati da se emitiraju vrlo energične gama zrake. Da biste suzili lokaciju dodatno je bila potrebna VLBA. KREDIT: NRAO / AUI / NSF
Kolaž: Gore lijevo, VLA slika galaksije prikazuje zrake mlaznica u razmjeru od oko 200 000 svjetlosnih godina. Naknadni zumiri napreduju bliže jezgri galaksije, gdje boravi supermasivna crna rupa. U zamisli umjetnika (pozadina). crna rupa ilustrirana u središtu je otprilike dvostruko veća od našeg Sunčevog sustava, mali dio veličine galaksije, ali drži otprilike šest milijardi puta veću od mase Sunca. Zasluge: Bill Saxton, NRAO / AUI / NSF
izvori: Znanost i Nacionalni opservatorij za radio astronomiju, putem Eurekalert.
