Na něco, co nevyzařuje světlo Můžeme to objevitA černé díry Prostě se rádi ponoříte do třpytu.
Ve skutečnosti některé z nejjasnějších světel ve vesmíru pochází ze supermasivních černých děr. No, vlastně ne samotné černé díry; Je to hmota kolem nich, protože aktivně rozptylují obrovské množství hmoty ze svého bezprostředního okolí.
Mezi nejjasnější z těchto vířivých plováků horkého materiálu patří galaxie známé jako blazary. Nejen, že září teplem vírové skořápky, ale také usměrňují hmotu do „zářících“ paprsků, které putují vesmírem a vyzařují elektromagnetické záření o energiích, které je obtížné pochopit.
Vědci konečně objevili mechanismus pro produkci úžasného, vysoce energetického světla, které k nám dorazilo před miliardami let: otřesy v Černá díraTrysky, které urychlují částice na úžasnou rychlost.
„Toto je 40 let stará záhada vyřešena,“ říká astronom Yannis Lioudakis Finské centrum pro astronomii s ESO (FINCA). „Konečně jsme dostali všechny kousky skládačky a obrázek, který namalovali, byl jasný.“
Většina galaxií ve vesmíru je postavena kolem supermasivní černé díry. Tyto neuvěřitelně velké objekty sedí ve středu galaxie a někdy dělají velmi málo (např oblouk a*černá díra v srdci Mléčné dráhy) a někdy dělá příliš mnoho.
Tato činnost se skládá z kumulativního materiálu. Obrovský mrak se shromažďuje v rovníkovém disku kolem černé díry a rotuje kolem ní voda kolem odtoku. Třecí a gravitační interakce v extrémním prostoru obklopujícím černou díru způsobují, že se tato hmota zahřívá a jasně září v celé řadě vlnových délek. Toto je jeden ze zdrojů světla černé díry.
Druhý – který se odehrává v blazarech – jsou dva výtrysky materiálu vystřelené z polárních oblastí mimo černou díru, kolmo k disku. Předpokládá se, že tyto výtrysky jsou materiálem z vnitřního okraje disku a místo toho, aby padaly směrem k černé díře, jsou urychlovány podél vnějších siločar magnetického pole k pólům, kde jsou vystřelovány velmi vysokou rychlostí, blízkou rychlosti světla.
Aby bylo možné klasifikovat galaxii jako plazar, musí být tyto výtrysky namířeny téměř přímo na diváka. To jsme my na Zemi. Díky intenzivnímu zrychlení částic září světlem napříč elektromagnetickým spektrem, včetně vysokoenergetického gama záření a rentgenového záření.
Přesný způsob, jakým tento jet urychluje částice na tak vysoké rychlosti, byl po desetiletí obrovským kosmologickým otazníkem. Ale nyní je tu nový výkonný rentgenový dalekohled s názvem Polarimetry Explorer (X-ray Imaging Explorer).IXPE), která byla spuštěna v prosinci 2021, vědci drží klíč k vyřešení záhady. Jde o první vesmírný dalekohled, který detekoval směr nebo polarizaci rentgenového záření.
„První měření polarizace rentgenového záření této třídy zdrojů umožnilo poprvé přímé srovnání s modely vyvinutými na základě pozorování jiných frekvencí světla, od rádiových po vysoce energetické gama paprsky,“ říká astronomka Immaculata Donnarumma Italská kosmická agentura.
IXPE byl převeden na Nejjasnější vysokoenergetický objekt Na naší obloze plezar zvaný Markarian 501, který se nachází 460 milionů světelných let daleko v souhvězdí Herkula. Po dobu šesti dnů v březnu 2022 sbíral dalekohled údaje o rentgenovém světle vyzařovaném letadlem Blazar.
Současně jiné observatoře měřily světlo z jiných rozsahů vlnových délek, od rádiových po optické, což byla dříve jediná dostupná data pro Markarian 501.
Tým si brzy všiml zvláštního rozdílu v rentgenovém světle. Jejich orientace byla výrazně více vychýlená nebo polarizovaná než u vlnových délek s nižší energií. Optické světlo bylo více polarizované než rádiové frekvence.
Směr polarizace byl však stejný pro všechny vlnové délky a zarovnaný do rovinného směru. Tým zjistil, že je to v souladu s modely, ve kterých otřesy v letadle vytvářejí rázové vlny, které poskytují dodatečné zrychlení podél trysky. Blíže k šoku je toto zrychlení nejvyšší a produkuje rentgenové záření. Podél roviny částice ztrácejí energii, což má za následek nižší energii světla a následně rádiové emise s menší polarizací.
„Když rázová vlna překročí oblast, magnetické pole zesílí a energie částic se zvýší,“ říká astronom Alan Marcher z Bostonské univerzity. „Energie pochází z kinetické energie materiálu vytvářejícího rázovou vlnu.“
Není jasné, proč k otřesům dochází, ale jedním z možných mechanismů je rychlejší materiál v proudu dohánět pomaleji se pohybující agregáty a vytvářet kolize. Budoucí výzkum může pomoci tuto hypotézu potvrdit.
Protože blazary patří mezi nejvýkonnější urychlovače částic ve vesmíru a jedna z nejlepších laboratoří pro pochopení extrémní fyziky, je tento výzkum velmi důležitým kouskem skládačky.
Budoucí výzkum bude pokračovat ve sledování Markariana 501 a postoupí IXPE na další blazary, aby zjistil, zda lze detekovat podobné polarizace.
Výzkum publikovaný v přírodní astronomie.
Přátelský webový obhájce. Odborník na popkulturu. Bacon ninja. Tvrdý twitterový učenec.
