Когда гигантская радиогалактика Мессье 87 (M 87) выпустила поток гамма-излучения и радиопотока, произошло международное сотрудничество 390 ученых. Они сообщают об обнаружении в выпуске этой недели Наука Экспресс.
Результаты дают первые экспериментальные доказательства того, что частицы ускоряются до чрезвычайно высоких энергий в непосредственной близости от сверхмассивной черной дыры, а затем испускают наблюдаемые гамма-лучи. Гамма-лучи имеют энергии в триллион раз выше энергии видимого света.
Маттиас Бейлике и Хенрик Кравчинский, оба физики из Вашингтонского университета в Сент-Луисе, координировали проект с использованием совместной работы очень энергичной системы телескопа с радиационной визуализацией (VERITAS). В работе участвовали три массива телескопов от 12 до 39 метров, которые обнаруживают гамма-лучи очень высокой энергии, и очень длинный базовый массив (VLBA), который обнаруживает радиоволны с высоким пространственным пространством. точность.
«Мы запланировали гамма-наблюдения M 87 в тесном сотрудничестве с тремя основными гамма-обсерваториями VERITAS, H.E.S.S. и MAGIC, и нам повезло, что необыкновенная вспышка гамма-излучения произошла как раз в тот момент, когда наблюдался источник с помощью VLBA и его впечатляющей пространственной разрешающей способности », - сказал Бейлике.
«Только сочетание радионаблюдений с высоким разрешением с гамма-наблюдениями VHE позволило нам определить местонахождение гамма-излучения», - добавил Р. Крейг Уокер, научный сотрудник Национальной радиоастрономической обсерватории в Сокорро, штат Нью-Мексико. ,
M 87 находится на расстоянии 50 миллионов световых лет от Земли в скоплении галактик в Деве. Черная дыра в центре М 87 в шесть миллиардов раз массивнее Солнца.
Размер невращающейся черной дыры определяется радиусом Шварцшильда. Все - материя или излучение - что находится в пределах одного радиуса Шварцшильда от центра черной дыры, будет поглощено ею. Радиус Шварцшильда сверхмассивной черной дыры в М 87 сравним с радиусом нашей Солнечной системы.
В случае некоторых сверхмассивных черных дыр - как в M 87 - вещество, вращающееся вокруг и приближающееся к черной дыре, приводит к сильным релятивистским потокам, называемым струями. Вещество в струях уходит от черной дыры, избегая своей смертельной гравитационной силы. Джеты являются одними из самых больших объектов во Вселенной, и они могут простираться на многие тысячи световых лет из окрестностей черной дыры в межгалактическую среду.
Гамма-излучение очень высокой энергии от M 87 было впервые обнаружено в 1998 году с помощью черенковских телескопов HEGRA. «Но даже сегодня M 87 является одним из примерно 25 источников за пределами нашей галактики, которые, как известно, испускают [очень высокие энергии] гамма-лучи», - говорит Бейлике.
Новые наблюдения теперь показывают, что ускорение частиц и последующее испускание гамма-лучей могут происходить в самой «внутренней струе», расположенной на расстоянии менее 100 радиусов Шварцшильда от черной дыры, которая является чрезвычайно узким пространством по сравнению с общая протяженность струи или галактики.
В дополнение к VERITAS и VLBA в этих наблюдениях принимали участие высокоэнергетическая стереоскопическая система (H.E.S.S) и гамма-обсерватории гамма-излучения Черенкова (MAGIC), специализирующиеся на гамма-лучах.
Подпись к изображению: Художественная концепция внутреннего ядра M87: черная дыра, аккреционный диск и внутренние струи. Кредит: Билл Сэкстон, NRAO / AUI / NSF
Второе изображение: Крупномасштабное изображение VLA M87: белый кружок указывает область, в пределах которой гамма-телескоп мог бы сказать, что испускаются очень энергичные гамма-лучи. Чтобы сузить локацию, далее требуется VLBA. КРЕДИТ: НРАО / AUI / NSF
КоллажВверху слева изображение галактики VLA показывает радиоизлучающие струи в масштабе около 200 000 световых лет. Последующие увеличения приближаются к ядру галактики, где находится сверхмассивная черная дыра. По замыслу художника (на заднем плане). черная дыра, изображенная в центре, примерно в два раза больше нашей Солнечной системы, крошечной доли от размера галактики, но вмещает в себя примерно шесть миллиардов масс Солнца. Кредит: Билл Сэкстон, NRAO / AUI / NSF
Источники: Наука и Национальная радиоастрономическая обсерватория, через EurekAlert.
