Przejdź do głównej zawartości

Dżety z kwazarów są akceleratorami cząstek o długości tysięcy lat świetlnych

Międzynarodowy zespół naukowców wykazał, że bardzo wysokoenergetyczna emisja promieniowania gamma z kwazarów nie koncentruje się w regionie w pobliżu centralnej czarnej dziury, ale rozciąga się na kilka tysięcy lat świetlnych wzdłuż strumieni plazmy. Odkrycie to wstrząsnęło bieżącymi scenariuszami zachowania takich dżetów.


W ciągu ostatnich kilku lat naukowcy obserwowali Wszechświat za pomocą promieni gamma, które są fotonami o bardzo wysokiej energii. Promienie gamma, stanowiące część promieni kosmicznych, które nieustannie bombardują Ziemię, pochodzą z regionów Wszechświata, w których cząsteczki są przyspieszane do ogromnych energii nieosiągalnych w ziemskich akceleratorach. Promienie gamma są emitowane między innymi przez kwazary, które są aktywnymi galaktykami o wysoce energetycznym jądrze. Intensywność promieniowania emitowanego z tych układów może zmieniać się w bardzo krótkim czasie, nawet do jednej minuty. Naukowcy wierzyli zatem, że źródło tego promieniowania jest bardzo małe i znajduje się w pobliżu supermasywnej czarnej dziury, która może mieć masę kilka miliardów razy większą niż nasze Słońce. Uważa się, że czarna dziura pochłania materię spiralnie i wyrzuca jej niewielką część w postaci dużych dżetów plazmy, z relatywistycznymi prędkościami, zbliżonymi do prędkości światła, przyczyniając się w ten sposób do dystrybucji materii na cały Wszechświat.

Korzystając z obserwatorium H.E.S.S. w Namibii, międzynarodowy zespół astrofizyków obserwował radiogalaktykę (galaktykę, która jest bardzo jasna, gdy jest obserwowana na falach radiowych) przez ponad 200 godzin, w niesłychanie dużej rozdzielczości. Jako najbliższa Ziemi galaktyka radiowa, Centaurus A, jest korzystny dla naukowców do takich badań, umożliwiając im identyfikację regionu emitującego promieniowanie o bardzo wysokiej energii podczas badania trajektorii strumieni plazmy. Udało się im wykazać, że źródło promieniowania rozciąga się na odległość kilku tysięcy lat świetlnych. Ta rozległa emisja wskazuje, że przyspieszenie cząstek nie zachodzi wyłącznie w pobliżu czarnej dziury, ale także na całej długości strumienia plazmy. Na podstawie tych nowych wyników obecnie uważa się, że cząsteczki są ponownie przyspieszane w losowych procesach wzdłuż dżetu. Odkrycie to sugeruje, że wiele galaktyk radiowych z wydłużonymi strumieniami przyspiesza elektrony do ekstremalnych energii i może emitować promienie gamma, prawdopodobnie wyjaśniając pochodzenie znacznej części rozproszonego pozagalaktycznego promieniowania tła gamma.

Odkrycia te dostarczają nowych, ważnych informacji na temat kosmicznych emiterów promieniowania gamma, a w szczególności na temat roli galaktyk radiowych jako wysoce wydajnych relatywistycznych akceleratorów elektronów. Ze względu na ich dużą liczbę wydaje się, że radiogalaktyki przyczyniają się bardzo znacząco do redystrybucji energii w ośrodku międzygalaktycznym. Wyniki tego badania wymagały obszernych obserwacji i zoptymalizowanych technik analizy z H.E.S.S., najbardziej czułego obserwatorium promieniowania gamma. Teleskopy nowej generacji (Cherenkov Telescope Array – CTA) bez wątpienia umożliwią bardziej szczegółowe obserwowanie tego zjawiska.

Opracowanie:
Agnieszka Nowak

Źródło:

Popularne posty z tego bloga

Wykryto największą eksplozję w historii Wszechświata

Naukowcy badający odległą gromadę galaktyk odkryli największą eksplozję obserwowaną we Wszechświecie od czasów Wielkiego Wybuchu.

Wybuch pochodził z supermasywnej czarnej dziury w centrum odległej o setki milionów lat świetlnych stąd galaktyki. W trakcie eksplozji zostało uwolnione pięć razy więcej energii, niż przy poprzednim ówczesnym najpotężniejszym wybuchu.
Astronomowie dokonali tego odkrycia przy użyciu danych z obserwatorium rentgenowskiego Chandra i XMM-Newton, a także danych radiowych z Murchison Widefield Array (MWA) w Australii i Giant Metrewave Radio Telescope (GMRT) w Indiach.
Ten potężny wybuch został wykryty w gromadzie galaktyk Ophiuchus, która znajduje się około 390 mln lat świetlnych stąd. Gromady galaktyk to największe struktury we Wszechświecie utrzymywane razem przez grawitację, zawierające tysiące pojedynczych galaktyk, ciemną materię i gorący gaz.
W centrum gromady Ophiuchus znajduje się duża galaktyka zawierająca supermasywną czarną dziurę. Naukowcy uważają, że źró…

Odkryto najbliższą znaną „olbrzymią planetę niemowlęcą”

Nowonarodzona masywna planeta znajduje się zaledwie 100 parseków od Ziemi.

Naukowcy odkryli nowonarodzoną masywną planetę bliższą Ziemi niż jakikolwiek tego typu obiekt w podobnym wieku. Olbrzymia niemowlęca planeta, nazwana 2MASS 1155-7919 b, znajduje się w asocjacji Epsilon Chamaeleontis i leży tylko około 330 lat świetlnych od naszego Układu Słonecznego.
„Ciemny, chłodny obiekt, który znaleźliśmy, jest bardzo młody i ma zaledwie 10 mas Jowisza, co oznacza, że prawdopodobnie patrzymy na planetę niemowlęcą, być może wciąż w fazie formowania się. Chociaż zostało odkrytych wiele innych planet podczas misji Kepler i innych podobnych, prawie wszystkie z nich są planetami ‘starymi’. Obiekt ten jest jednocześnie czwartym lub piątym przykładem planety olbrzymiej krążącej tak daleko od swojej gwiazdy macierzystej. Teoretycy usiłują wyjaśnić, w jaki sposób się tam uformowały lub jak tam dotarły” – powiedziała Annie Dickson-Vandervelde, główna autorka pracy.
Do odkrycia naukowcy wykorzystali dane…

Czy rozwiązano tajemnicę ekspansji Wszechświata?

Badacz z Uniwersytetu Genewskiego rozwiązał naukową kontrowersję dotyczącą tempa ekspansji Wszechświata, sugerując, że na dużą skalę nie jest ono całkowicie jednorodne.


Ziemia, Układ Słoneczny, cała Droga Mleczna i kilka tysięcy najbliższych nam galaktyk porusza się w ogromnym „bąblu” o średnicy 250 mln lat świetlnych, gdzie średnia gęstość materii jest o połowę mniejsza niż w pozostałej części Wszechświata. Taka jest hipoteza wysunięta przez fizyka teoretyka z Uniwersytetu Genewskiego (UNIGE) jako rozwiązanie zagadki, która od dziesięcioleci dzieli społeczność naukową: z jaką prędkością rozszerza się Wszechświat? Do tej pory co najmniej dwie niezależne metody obliczeniowe osiągnęły dwie wartości różniące się o około 10% z odchyleniem, które jest statystycznie nie do pogodzenia. Nowe podejście usuwa tę rozbieżność bez korzystania z „nowej fizyki”.
Wszechświat rozszerza się od czasu Wielkiego Wybuchu, który miał miejsce 13,8 mld lat temu – propozycja po raz pierwszy przedstawiona przez b…