באופן הדומה להיווצרות ברית להביס את כוכב המוות של דארת 'ויידר, לפני יותר מעשור הקימו אסטרונומים את קונסורציום הטלסקופ של כל כדור הארץ בכדי להבין את אקדח המוות של הטבע (aka ובניגוד לשמו הנשמע בפתח המוות, ה- GASP הוכיח קריטי לפתיחת הסודות של "LHC" של הטבע.
מכון קוולי למחקר אסטרופיזיקה וקוסמולוגיה של חלקיקים (KIPAC), מסאקי היישידה, כתב כמחקר המקביל בעיתון האחרון שהציג את התוצאות החדשות עם KIPAC האסטרופיזיקאי גרג Madejski. "אבל איך הם מיוצרים ואיך הם מובנים לא מובן היטב. אנו עדיין מחפשים להבין את היסודות. "
בלייזרים חולשים על שמי קרני הגמא, כתמים נפרדים על רקע כהה של היקום. כאשר החומר הסמוך נופל לתוך החור השחור העל-מסיבי במרכז בלייזר, "מאכיל" את החור השחור, הוא מרסס חלק מהאנרגיה הזו חזרה ליקום כמטוס של חלקיקים.
חוקרים אישרו בעבר כי מטוסים כאלה מוחזקים זה בזה על ידי קנוני שדה מגנטי חזקים, ואילו האור של הסילון נוצר על ידי חלקיקים המסתובבים סביב "קווי" שדה מגנטי דקים-חדים אלה.
עם זאת, עד כה, הפרטים הובנו באופן גרוע יחסית. המחקר שנערך לאחרונה מרגיז את ההבנה הרווחת במבנה הסילון, וחושף תובנה חדשה על החיות המסתוריות אך האדירות הללו.
"עבודה זו מהווה צעד משמעותי להבנת הפיזיקה של מטוסים אלה", אמר מנהל KIPAC, רוג'ר בנדפורד. "זה סוג של תצפית שעומדת לאפשר לנו להבין את האנטומיה שלהם."
במשך שנה שלמה של תצפיות, החוקרים התמקדו בסילון בלייזר מסוים, 3C279, שנמצא במזל הכוכבים מזל בתולה, ומפקח אחריו ברצועות גל שונות ומגוונות: גמא-ריי, רנטגן, אופטי, אינפרא אדום ורדיו. בלייזר מהבהב ברציפות והחוקרים ציפו לשינויים מתמשכים בכל פסי הגל. באמצע השנה, לעומת זאת, החוקרים הבחינו בשינוי מרהיב בפליטת האופטי והגמא של הסילון: התלקחות של 20 יום בקרני הגמא לוותה בשינוי דרמטי באור האופטי של הסילון.
למרות שרוב האור האופטי אינו מקוטע - המורכב מאור עם תערובת שווה של כל הקיטובים, הרי שכיפוף קיצוני של חלקיקים אנרגטיים סביב קו שדה מגנטי יכול לקוטב אור. במהלך התלקחות קרני הגמא של 20 יום, אור אופטי מהמטוס שינה את הקיטוב שלו. הקשר הזמני הזה בין שינויים באור קרני הגמא לבין שינויים בקיטוב האופטי מרמז כי אור בשני פסי הגל נוצר באותו החלק של המטוס; במהלך 20 הימים ההם, משהו בסביבה המקומית השתנה כדי לגרום לתאורת האור וגם לקרני הגמא להשתנות.
"יש לנו מושג טוב למדי היכן נוצר האור האופטי של הסילון; עכשיו כשאנחנו יודעים שקרני הגמא והאור האופטי נוצרים באותו מקום, נוכל לראשונה לקבוע מאיפה קרני הגמא מגיעות, "אמרה היישידה.
לידע זה השלכות מרחיקות לכת על האופן בו חור שחור-מסיבי מייצר מטוסי קוטב. הרוב הגדול של האנרגיה המשתחררת בסילון בורח בצורה של קרני גאמה, וחוקרים חשבו בעבר כי כל האנרגיה הזו חייבת להשתחרר ליד החור השחור, קרוב למקום בו החומר הזורם לחור השחור מוותר על האנרגיה שלו בתוך המקום הראשון. עם זאת, התוצאות החדשות מעלות כי - כמו אור אופטי - קרני הגמא נפלטות יחסית רחוק מהחור השחור. זאת, אמרו היישידה ומדז'סקי, בתורם מציעים כי קווי השדה המגנטי חייבים איכשהו לעזור לאנרגיה לנוע הרחק מהחור השחור לפני שהוא ישוחרר בצורה של קרני גאמה.
"מה שמצאנו היה שונה מאוד ממה שציפינו לו," אמר מדז'סקי. מהנתונים עולה כי קרני גאמה מופקות לא יום אור או יומיים מהחור השחור [כצפוי] אלא קרוב יותר לשנת אור אחת. זה מפתיע. "
בנוסף לחשיפה היכן נוצר אור הסילון, השינוי ההדרגתי של קיטוב האור האופטי מגלה גם משהו בלתי צפוי בצורתו הכוללת של הסילון: נראה שהמטוס מתעקם כשהוא מתרחק מהחור השחור.
"בשלב מסוים במהלך התלקחות קרני הגמא, הקיטוב הסתובב בערך 180 מעלות ככל שעוצמת האור השתנתה", אמרה היישידה. "זה מרמז שכל המטוס מתעקם."
הבנה חדשה זו של פעולתו הפנימית והבנייה של סילון בלייזר מחייבת מודל עבודה חדש של מבנה הסילון, כזה בו המטוס מתעקם בצורה דרמטית והאור האנרגטי ביותר מקורו הרחק מהחור השחור. זה, אמר מדז'סקי, היכן שנכנסים תיאורטיקנים. "המחקר שלנו מהווה אתגר חשוב מאוד עבור התיאורטיקנים: איך היית בונה מטוס שיכול להיות שנושא אנרגיה כה רחוקה מהחור השחור? ואיך נוכל לזהות זאת? התחשבות בקווי השדה המגנטי אינה פשוטה. קשה לבצע חישובים קשורים באופן אנליטי ויש לפתור אותם בעזרת סכמות מספריות מורכבות במיוחד. "
התיאורטיק ג'ונתן מקינייני, עמית אונישטיין מאוניברסיטת סטנפורד ומומחה להיווצרות מטוסים ממגנטיים, מסכים שהתוצאות מציגות שאלות רבות ככל שיענו. "הייתה מחלוקת ארוכת שנים על מטוסים אלה - בדיוק מאיפה פליטת קרני הגמא מגיעה. עבודה זו מגבילה את סוגי דגמי הסילון האפשריים, "אמר מקיני, שאינו קשור למחקר האחרון. "מבחינת תיאורטיקן, אני נרגש מכיוון שזה אומר שאנחנו צריכים לחשוב מחדש על המודלים שלנו."
כאשר התיאורטיקנים שוקלים כיצד התצפיות החדשות מתאימות למודלים של אופן פעולתן של מטוסים, ימשיכו היישידה, מדז'סקי ואנשי צוות המחקר לאסוף נתונים נוספים. "יש צורך ברור לערוך תצפיות כאלה בכל סוגי האור כדי להבין זאת טוב יותר", אמר מדז'סקי. כדי לבצע סוג זה של מחקר, שכלל יותר מ -250 מדענים ונתונים מכ -20 טלסקופים דרוש כמות עצומה של תיאום. אבל זה שווה את זה."
עם מחקרים אלה ועתידיים באורך גל רב, תאורטיקנים יהיו בעלי תובנה חדשה כיצד ניתן ליצור מודלים כיצד פועלים המאיצים הגדולים ביותר של היקום. לדארת 'ויידר נשללה כל גישה לתוצאות מחקר אלה.
מקורות: הודעה לעיתונות של מעבדת המאיץ הלאומי של DOE / SLAC, מאמר בגיליון 18 בפברואר, 2010 בנושא הטבע.
