אסטרונומים גילו קרני גאמה הזורמות מסביב לחור השחור העל-מסיבי בלב הגלקסיה M87. מכשיר מיוחד בשם H.E.S.S., שנמצא בנמיביה, יכול לזהות מתי קרניים אלה פוגעות באטמוספירה שלנו, ומתחקות אחר המקור. אסטרונומים קבעו כי אזור שאינו גדול בהרבה ממערכת השמש שלנו סביב החור השחור אחראי להתפשטות זו של קרני הגמא; החור השחור פועל כמו מאיץ חלקיקים קוסמיים.
צוות בינלאומי של אסטרופיסיקאים מטעם H.E.S.S. שיתוף הפעולה הודיע על גילוי השתנות לטווח הקצר בשטף קרני הגמא בעלות אנרגיה גבוהה מאוד (VHE) מגלקסיית הרדיו M 87. בנמיביה, שיתוף הפעולה בנה ומפעיל מערכת גילוי, המכונה טלסקופים צ'רנקוב, אשר מאפשרת לאתר את קרני הגמא מגובה הקרקע (ראה הערות). צוות זה מכוון מערכת זו לעבר גלקסיה סמוכה, M 87, ואיתר את קרני הגמא VHE בארבע השנים האחרונות. ההפתעה האמיתית היא, עם זאת, כי ניתן לראות בעוצמת הפליטה להשתנות באופן דרסטי תוך מספר ימים מדי פעם.
גלקסיית הרדיו הענקית M 87
גלקסיה זו, שנמצאת במרחק 50 מיליון שנות אור במערכת הכוכבים מזל בתולה, כוללת חור שחור-מאסיבי של 3,000 מיליון מסות שמש שממנו נובעת סילון של חלקיקים ושדות מגנטיים. עם זאת, בניגוד למקורות אקסטרגלאקטיים שקודם לכן נצפו בקרני גמא VHE - המכונה בלזארס - המטוס ב M 87 אינו מכוון לכיוון כדור הארץ אלא נראה בזווית של כ- 30 °. בבלזארים מאמינים כי קרני גאמה נפלטות בסילון, התנגשו סביב כיוון הסילון וחיזקו באנרגיותן ובעוצמתן על ידי התנועה היחסית של חלקיקי סילון. לפיכך M 87 מייצג סוג חדש של מקור קרני גמא חיצונית.
אינדיקציה ראשונה לפליטת קרני הגמא VHE מ- M 87 נצפתה בשנת 1998 באמצעות הטלסקופים HEGRA צ'רנקוב (אחד הניסויים המקדימים ל- H.E.S.S.). עם H.E.S.S. תוצאות אינדיקציות אלה מאושרות כעת בביטחון רב יותר. שטף קרני הגמא VHE מ- M 87 די קלוש; עד כה לא נראתה גלקסיית רדיו אחרת בקרני הגמא של VHE, ככל הנראה מכיוון שרובם רחוקים יותר מה- M 87 הסמוך יחסית.
מה השונות בקצרת הזמן הקצרה אומרת לנו
סולם הזמן של השונות הוא אינדיקטור לגודל המרבי של אזור הפליטה. מכיוון שקרני הגמא מהקצה האחורי של אזור הפליטה נעות ארוכות יותר עד שהן מגיעות אלינו, מידות זמן ההשתנות לא יכולות להיות קצרות בהרבה מזמן הזמן שקרני הגמא דורשות כדי לחצות את אזור הפליטה. מדידות שונות כזו משמשות לעתים קרובות כדי להגביל את גודל אתר הפליטה באובייקטים מרוחקים, לעיתים קרובות לדיוק רב יותר מאשר על ידי מדידת גודל האובייקט על בסיס הרחבה הזוויתית בשמיים. סולם זמן ההשתנות של מספר הימים שנראה על ידי H.E.S.S. ב- M 87 הוא קצר ביותר, קצר יותר מזה שהתגלה בכל אורך גל אחר. זה אומר לנו שגודל האזור המייצר את קרני הגמא VHE הוא כמעט בגודל מערכת השמש שלנו (1013 מ ', רק כ- 0.000001% מגודל גלקסיית הרדיו כולה M 87). "זה לא גדול בהרבה מאופק האירועים של החור השחור העל-מסיבי במרכז M 87", אומר מתיאס בייליצ'קה, H.E.S.S. מדען העובד באוניברסיטת המבורג.
תצפית זו הופכת את הסביבה הקרובה של החור השחור המרכזי של M 87 למקום הסביר ביותר לייצור קרני גמא VHE; למבנים אחרים בסילוני M 87 נוטים להיות קשקשים גדולים יותר. טרם נקבע הפיזיקה של תהליכי הייצור, וניתן להפעיל מנגנונים חדשים לגמרי בגלל קרבת החור השחור שגילוי זה על ידי H.E.S.S. צוות הפגין. סביר להניח כי עסקינן במנגנון ייצור שונה מזה של הבלייזרס, שהמטוסים שלהם מצביעים כלפינו. באזור זה הסמוך לחור השחור, העניין שמצטבר מהחור השחור יוצר גם את מטוס הפלזמה הרלטיביסטי - תהליך שבדרך כלל טרם הובן עד הסוף. קרני גאמה יכולות להימלט מאזור אלים זה אולי נראה מפתיע, אך הדבר אפשרי מכיוון שהחור השחור ב- M 87 מצטבר את החומר בשיעור נמוך יחסית, בהשוואה לחורים שחורים אחרים. כמו כן, אי אפשר לשלול כי השפעות רלטיביסטיות כמו אלה המתרחשות במקורות אקסטרגלאקטיים אחרים תורמות ברמה מסוימת, אך בהתחשב בכך שהמטוס אינו מצביע כלפינו, השפעות יחסיות גדולות אינן סבירות.
H.E.S.S. מוביל את הדרך
עם התגלית והקודמת הזו של מקורות אקסטרגלאקטיים, H.E.S.S. מוביל את הדרך להבנת התהליכים הכרוכים בייצור הפוטונים האנרגטיים בצורה יוצאת הדופן. גלקסיית הרדיו M 87 היא מעבדה מצוינת ללימוד ליבת הגלקסיות הללו, עם החורים השחורים העל-מסיביים שלהם, המשמשים כמנועים להאצת חלקיקים לאנרגיות גבוהות במיוחד, תוך הוצאת קרני הגמא VHE בתהליך. ניתן ללמוד על אובייקט זה, ולהשוות אותו לבלזארים הרבים יותר, אך הרחוקים יותר, שבהם המטוס מטשטש את השקפתנו על המקור המרכזי. לגבי M 87, אנו יודעים כעת כי יש לנו השקפה ברורה של המנוע המרכזי עם H.E.S.S., ובכך מובילה להבנה טובה יותר של כל מקורות קרן הגמא VEM החיצוניים.
המקור המקורי: המהדורה לחדשות מקס פלנק
