כאשר גלקסיית הרדיו הענקית Messier 87 (M 87) שיחררה סיקור של קרינת גמא ושטף רדיו, צפה במקרה שיתוף פעולה בינלאומי של 390 מדענים. הם מדווחים על הגילוי בגיליון השבוע של מדע אקספרס.
התוצאות מספקות עדויות ניסיוניות ראשונות לכך שחלקיקים מואצים לאנרגיות גבוהות במיוחד בסביבתו הקרובה של חור שחור סופר-מסיבי ואז פולטים את קרני הגמא שנצפו. לקרני הגמא אנרגיות שהטריליון שלהן גבוה יותר מהאנרגיה של האור הנראה.
מתיאס בייליצ'קה והנריק קרבצ'ינסקי, שניהם פיזיקאים מאוניברסיטת וושינגטון בסנט לואיס, תיאמו את הפרויקט בעזרת שיתוף הפעולה Very System Of Imaging Telescope Array System (VERITAS). המאמץ כלל שלושה מערכים של טלסקופים של 12 מטר (39 רגל) עד 17 מטר (56 רגל), המאתרים קרני גאמה אנרגיות גבוהות מאוד, ומערך הבסיס הארוך מאוד (VLBA) המגלה גלי רדיו עם מרחביות גבוהה דיוק.
"קבענו תצפיות קרני גאמא על M 87 במאמץ שיתופי הדוק עם שלושת מצפי הראיות של קרני הגמא VERITAS, H.E.S.S. ו- MAGIC, והיה לנו מזל שההתלקחויות בקרני הגמא התרחשו בדיוק כשהמקור נצפה עם ה- VLBA והעוצמה המרשימה המרחבית שלו, "אמרה ביילקה.
"רק שילוב של תצפיות הרדיו ברזולוציה גבוהה עם תצפיות קרני הגמא של VHE אפשרו לנו לאתר את אתר ייצור הגמא," הוסיף ר. קרייג ווקר, מדען צוות במצפה הלאומי לאסטרונומיה של רדיו בסוקורו, ניו מקסיקו .
M 87 ממוקם במרחק של 50 מיליון שנות אור מכדור הארץ באשכול הגלקסיות בתולי. החור השחור במרכז M 87 מסיבי פי שישה מיליארד מהשמש.
גודל חור שחור שאינו מסתובב ניתן על ידי רדיוס שוורצשילד. כל דבר - חומר או קרינה - הנכנס ברדיוס שוורצשילד אחד במרכז החור השחור ייבלע על ידיו. רדיוס שוורצשילד של החור השחור העל-מסיבי ב M 87 דומה לרדיוס של מערכת השמש שלנו.
במקרה של כמה חורים שחורים-על-מסיביים - כמו ב- M 87 - הם הדברים המקיפים את החור השחור ומתקרבים לכדי יצוא רלטיביסטי ביותר, המכונים מטוסים. העניין במטוסים מתרחק מהחור השחור, ובורח מכוח הכבידה הקטלני שלו. המטוסים הם כמה מהאובייקטים הגדולים ביקום, והם יכולים להושיט אלפי שנות אור רבות מסביבת החור השחור אל המדיום הבין-גלקטי.
פליטת קרני gamm-אנרגיה גבוהה מאד מ- M 87 התגלתה לראשונה בשנת 1998 באמצעות טלסקופי HEGRA צ'רנקוב. "אבל אפילו היום, M 87 הוא אחד מכ -25 מקורות בלבד מחוץ לגלקסיה שלנו שידועים כמי שהם פולטים קרני גאמה", אומר ביילקה.
התצפיות החדשות מראות כעת כי האצת החלקיקים, ופליטת קרני הגמא לאחר מכן, יכולות להתרחש ב"סילון הפנימי ", פחות ממאה רדיוס שוורצשילד הרחק מהחור השחור, שהוא חלל צר במיוחד לעומת ההיקף הכולל של המטוס או הגלקסיה.
בנוסף ל- VERITAS ו- VLBA, מערכת הסטריאוסקופית גבוהה אנרגיה (H.E.S.S.) ומצפיות גמא-ריי דימוי גמא-ריי צ'רנקוב (MAGIC) היו מעורבות בתצפיות אלה.
הוביל כיתוב תמונה: התפיסה של האמנים את הליבה הפנימית של M87: חור שחור, דיסק ההקרדה והמטוסים הפנימיים. קרדיט: ביל סקסון, NRAO / AUI / NSF
תמונה שנייה: תמונת VLA בקנה מידה גדול של M87: עיגול לבן מציין את האזור שבתוכו יכלו הטלסקופים של קרני הגמא לספר שקרני הגמא האנרגטיות מאוד נפלטות. כדי לצמצם את המיקום דרש עוד יותר את ה- VLBA. אשראי: NRAO / AUI / NSF
קולאז ': למעלה משמאל, תמונת VLA של הגלקסיה מציגה את המטוסים הפולטים ברדיו בקנה מידה של כ -200,000 שנות אור. התקרבות לאחר מכן מתקדמת קרוב יותר לליבת הגלקסיה, שם שוכן החור השחור העל-מסיבי. בתפיסת האמן (רקע). החור השחור המתואר במרכז הוא בערך פי שניים מגודלו של מערכת השמש שלנו, חלק זעיר מגודל הגלקסיה, אך מחזיק בערך שישה מיליארד מכמות השמש. קרדיט: ביל סקסון, NRAO / AUI / NSF
מקורות: מדע והמצפה הלאומי לאסטרונומיה של הרדיו, דרך יורקאלרט.
