Астрономы обнаружили в небе источник гамма-излучения, который действует как естественные часы. С каждой орбитой черная дыра летит сквозь звездный ветер голубой звезды и ускоряет частицы до уровней гамма-лучей. Это первый раз, когда источник гамма-излучения был обнаружен с таким регулярным графиком.
Астрономы, использующие H.E.S.S. телескопы обнаружили первый в мире модулированный сигнал из космоса в гамма-лучах с очень высокой энергией - самый энергичный такой сигнал, который когда-либо наблюдался. Регулярные сигналы из космоса были известны с 1960-х годов, когда был открыт первый радиопульсар (по прозвищу Маленькие зеленые человечки-1 за его регулярную природу). Это первый раз, когда сигнал был замечен при таких высоких энергиях - в 100 000 раз выше, чем ранее известные - и о нем сегодня (24 ноября) сообщается в журнале Astronomy and Astrophysics.
Сигнал поступает от системы под названием LS 5039, которая была обнаружена H.E.S.S. команда в 2005 году. LS5039 - это двойная система, состоящая из массивной голубой звезды (в 20 раз больше массы Солнца) и неизвестного объекта, возможно, черной дыры. Два объекта вращаются вокруг друг друга на очень коротком расстоянии, варьируя от 1/5 до 2/5 от отделения Земли от Солнца, причем одна орбита завершается каждые четыре дня.
«Способ изменения сигнала гамма-излучения делает LS5039 уникальной лабораторией для изучения ускорения частиц вблизи компактных объектов, таких как черные дыры». Объяснил доктор Паула Чедвик из Университета Дарема, член британской команды H.E.S.S.
Различные механизмы могут влиять на сигнал гамма-излучения, который достигает Земли, и, наблюдая, как изменяется сигнал, астрономы могут многое узнать о двойных системах, таких как LS 5039, а также об эффектах, которые имеют место вблизи черных дыр.
По мере того как он погружается в сторону звезды голубого гиганта, компактный спутник подвергается воздействию сильного звездного «ветра» и интенсивного света, излучаемого звездой, что позволяет, с одной стороны, ускорять частицы до высоких энергий, но в то же время создает гамма-лучам, создаваемым этими частицами, становится все труднее убегать в зависимости от ориентации системы относительно нас. Взаимодействие этих двух эффектов лежит в основе сложной схемы модуляции.
Сигнал гамма-излучения самый сильный, когда компактный объект (который считается черной дырой) находится перед звездой, если смотреть с Земли, и самый слабый, когда он находится позади звезды. Считается, что гамма-лучи образуются в виде частиц, которые ускоряются в атмосфере звезды (звездный ветер) и взаимодействуют с компактным объектом. Компактный объект действует как зонд окружения звезды, показывая, как изменяется магнитное поле в зависимости от расстояния от звезды, отражая эти изменения в сигнале гамма-излучения.
Кроме того, геометрический эффект добавляет дополнительную модуляцию к потоку гамма-лучей, наблюдаемых с Земли. Мы знаем с тех пор, как Эйнштейн вывел свое знаменитое уравнение (E = mc2), что вещество и энергия эквивалентны, и что пары частиц и античастиц могут взаимно аннигилировать, давая свет. Симметрично, когда очень энергичные гамма-лучи встречают свет от массивной звезды, они могут быть преобразованы в вещество (в данном случае электрон-позитронная пара). Таким образом, свет от звезды напоминает для гамма-лучей туман, который маскирует источник гамма-лучей, когда компактный объект находится за звездой, частично затмевая источник. «Периодическое поглощение гамма-лучей является хорошей иллюстрацией образования пар вещества-антивещества светом, хотя оно также затеняет взгляд на ускоритель частиц в этой системе», - сказал Гийом Дубус, Астрофизическая лаборатория Гренобльской обсерватории, LAOG.
Источник: пресс-релиз PPARC
