Väikeste galaktikate mustad avad võivad gammakiirteid eraldada

Black Holes Explained – From Birth to Death (Juuli 2019).

Anonim

Nagu üldine rusikareegel, on kosmose ruumis sügavale murettekitav nähtus, selle taga on sageli musta auk.

See on füüsikateaduste ja astronoomia osakonna postdoktoraja Vaidehi Paliya sõnul, mille jaanuaris 2018 avaldatud väljaanne Astrophysical Journal Letterses kirjeldab seitsme galaktika avastamist, mis võib potentsiaalselt raputada, mida astrofüüsikud arvasid, et nad teadsid, kuidas galaktika suurus ja musta auk keskel - võib mõjutada selle käitumist.

On levinud arvamus, et ainult suurtel galaktikatel on piisavalt jõudu, et saada plekid, mis on hämmastavad kiirgusjõuad, mis on võimelised tuhandeid valgusaastaid sirutama. Kuid Palinia uusim uurimus võib tähendada, et ka väiksemad galaktikad saavad seda teha, kui tingimused on õiged.

Galaktikate kolm peamist tüüpi: ovaalsed elliptilised, kettakujulised spiraalid ja ebakorrapärased jooned, mis ei ühti ühegi endise klassiga.

"Elliptilised galaktikad on universumis vanemad, kõige massiivsed galaktikad, " ütles Paliya. "Inimesed teevad ettepaneku, et elliptilised galaktikad kujunevad, kui kaks väiksemat galaktikat põrkuvad kokku ja ühinevad ühe suure elliptiikuga. Tavaliselt leitakse, et elliptilised on musta auku, mis on rohkem kui miljard korda meie päikese massist."

Oma loomupärase, vältimatu gravitatsioonijõu tõttu suurenevad galaktikate keskel asuvad mustad avad, ümbritseva aine sisseviimise ja "söömise" läbi protsessi akretsiooni teel.

"See on nagu siis, kui valate köögimasina vett, näete, et see moodustab spiraali, siis langeb äravool. Samamoodi moodustab aine musta auku ümber akretsiooniketta, " ütles Paliya. "Must augu kasvab kiiresti ja muutub koletiks."

Kuid kui musta auku ümbritsev akretsiooni ketas hakkab energia äärmiselt paiskuma - raadio-, infrapuna- või röntgenribadel - siis on galaktika öelnud, et see on "aktiivne" ja avab ukse teisele galaktikaklassifikaatorile, mis on väljaspool vormi.

"Bläsarid on üks aktiivsest galaktikast, " ütles Marco Ajello, füüsika ja astronoomia professor ja Paliya nõunik. "Need on galaktikad, mis võtavad üle superstaarse mustava auku, ja see must auk - mingil moel - suudab kiirgendada osakesi valguse kiiruse lähedale ja hoida neid kollimeerunud kitsastes kiirustes, mida nimetatakse jõude, mis muutuvad väga heledateks valgusallikateks, kui nad on meie poole suunatud. "

Need pihustid on mõned äärmuslikumad gammakiirguse allikad kosmoses.

"Nendel plekkidel on joonised, mis on nagu purskkaevud. Kui soovite suurt purskkaevu, siis peaks teil olema väga võimas mootor baasil. Blazaritel peavad oma keskustes olema väga suured mustad avad, et nad saaksid purjeid käivitada, " Paliya ütles. "Üldiselt me ​​ei oota neid võimsaid jõude väikestest allikatest, nagu meie galaktikast."

Linnutee on spiraalne galaktika, millel on gaasipesumasinatega sarnased käed, mis sisaldavad vanemate tähtede helge keskust. Tavaliselt on spiraalgalaktikad vähem massiivsed ja palju vähem aktiivsed kui nende elliptilised kolleegid.

Kui 2008. Aastal NASA poolt käivitatud Fermi Gamma - Ray kosmoseteleskoop avastas oma esimesel orbiidil aastal neli spiraalgalaktikku gammakiirguse emissiooni, olid füüsikud hämmeldunud.

"See oli ootamatu - me oleme näinud seda tüüpi gamma ray-emissiooni ainult bleiseridest, " ütles füüsika ja astronoomia professor Dieter Hartmann ja uuringu kaasautor. "Kui neid nelja allikat avastati, leidsid inimesed, et need võivad olla õudusunenäod. Kuid kuna seal oli nii vähe allikaid, pole keegi sellest kindel. Siis tekkis küsimus: kas need on tõesti uut tüüpi allikad või on need ainult erandid standard? "

Küsimus jäi õhku, kuni Paliya India kolleegid vabastasid 2017. aastal aktiivsete spiraalgalaktikate kataloogi. Tegemist on Seyferti galaktikatega, mis on teist tüüpi aktiivsed galaktikad, kus nende keskustes asuvad suhteliselt madalad massihinnad. Kuid pigem kui gamma-ray-kiirguse vägivaldsed purunemised, nagu bleiserid, kiirgavad, on Seyferti galaktikad tuntud oma tugevate ultraviolettkiirguse tõttu.

See kataloog pakkus esimest võimalust astrofüüsikutele tegeleda Fermi teleskoobi 2008. aasta avastamisega. Kas spiraalgalaktik on võimeline kiirgama ummistunud gammakiirgust?

"Ma võtsin selle kataloogi 1101 Seyferti galaktikast ja ma õppisin neid gammakiirgaribal, kasutades satelliidi Fermi satelliidi suurte teleskoopide andmeid, " ütles Paliya. "Sellelt leidsin neli uut gammakiirgusallikat ja kolm, mida varem tuntud kui blasarid, kuid usume, et need on tegelikult Seyferti galaktikad."

See läbimurre näitab, et isegi väiksemad allikad on võimelised käivitama võimsaid gamma ray-düüse - potentsiaalse paradigma muutuse astrofüüsika valdkonnas.

"Kui reaktiiv on sarnane klaasidega, kuid selle must auk on väike, võite seda ette kujutada nagu autot. Ütle, et väiksem auto läheb sama kiirusega nagu teine ​​auto, millel on palju suurem mootor. auto peaks siis olema palju tõhusam, "ütles Ajello. "Niisiis võib olla, et must auk töötab väiksemates spiraalsüsteemides tõhusamalt kui suuremates objektides nagu plekid."

Et mõista nende seitsme gammakiirguse tuvastatavate allikate vastuvõtlike galaktikate elliptilisi / spiraalseid omadusi, kavatsevad Ajello ja Paliya saada kõrgeima eraldusvõimega sügavaid pilte - väljakutse maapinnal paiknevatele optilistele teleskoopidele atmosfääri hägususe tõttu.

"Teleskoobi valgust koguv võim on proportsionaalne selle diameetri ruuduga. See tähendab, et suuremate teleskoopidega võime koguda palju rohkem footoneid." Paljud fotonnid tähendavad rohkem infot, "ütles Paliya.

Gran Telescopio Canarias või "Suur Kanaari teleskoop" on 10, 4-meetrine peegeldav teleskoop, mis hakkas 2007. aastal vaatlusi koguma. Gran Telescopio Canarias on praegu "maailma suurima ühekordse apertuuri optilise teleskoobi pealkiri" Järgmise kümnendi jooksul tuleb üle minna kolmekümne meetri teleskoobi (TMT) avamisega. Kui lõpetatakse, on TMT-l 30-meetrine peamine peegel ja see võimaldab teadlastel näha enneolematult selgelt kosmosesõidukit - vähemalt 10 korda paremini kui Hubble kosmoseteleskoop.

Ajello ja Paliya kavatsevad kasutada Hubble'i kosmoseteleskoopi ja võimalikke tulevasi rajatisi nagu TMT, et kajastada nende seitsme allika helkekeskusi, et selgelt eristada, kas galaktikad on elliptilised või spiraalsed.

"Kui see on elliptiline, siis on tõsi, et me vaatame lihtsalt tavalist bleiserit. See on arvatavasti väiksem elliptiline ja väiksem mustav auk, " ütles Ajello. "Kuid kui see on spiraal, siis võivad reaktiivid juhtuda mis tahes keskkonnas, mis on must auk mõne uue olukorraga."

"Väga tähtis on paremini mõista supermassaajate mustade aukude keskkonda, mis suudavad käivitada düüse, milles osakeste kiirendus ekstreemsetes astrofüüsilistes tingimustes toimub, " lisas Hartmann.

Paliya kavatseb ka uurida, kas gammakiirtega täheldatud erinevused ületavad elektromagnetilise spektri.

"See on kõik optika osas, " ütles Paliya. "Kuidas suudavad käekehad käituda, ütleme, raadiosagedusi? Siis kuidas need Seyfertsid võrdlevad? See avastus on näidanud, et jah, toimub midagi muud."

Teadlased ütlesid, et need avastused on olulised, et aidata meil arusaamist universumi arengust. Need avastused võivad kujutada mõnda puuduvat moslemit, kuidas galaktikad ja mustad aukud kogu ajaloo jooksul on kasvanud.

menu
menu