Przejdź do głównej zawartości

Wirująca czarna dziura napędza dżet strumieniem magnetycznym

Czarne dziury znajdują się w centrum prawie wszystkich badanych do tej pory galaktyk. Mają niewyobrażalnie dużą masę i dlatego przyciągają materię, gaz a nawet światło. Ale mogą też emitować materię w postaci dżetów plazmy – rodzaju wiązki plazmy wyrzucanej ze środka galaktyki z ogromną energią. Strumień plazmy może sięgać kilkuset tysięcy lat świetlnych daleko w kosmos.



Kiedy emitowane jest to intensywne promieniowanie, czarna dziura pozostaje ukryta, ponieważ promienie światła w jej pobliżu są silnie zakrzywione, co prowadzi do pojawienia się cienia. Zostało to niedawno ogłoszone przez naukowców z zespołu Event Horizon Telescope (EHT) zajmującego się masywną czarną dziurą w olbrzymiej galaktyce eliptycznej M87.

W kwazarze 3C 279 – także czarna dziura – zespół EHT odkrył inne zjawisko: w odległości ponad tysiąca razy większej od cienia czarnej dziury nagle zapaliło się jądro strumienia plazmy. Nie było jeszcze jasne, w jaki sposób energia z czarnej dziury przedostaje się do jądra dżetu w niewidoczny sposób.

Ten kwazar był obserwowany za pomocą kosmicznego teleskopu Fermi-LAB przez astrofizyka Amita Shuklę, który do 2018 roku prowadził badania na Julius-Maximilians-Universität (JMU) Würzburg w Bawarii w Niemczech. Shukla wykazał, że jądro dżetu, które zostało odkryte w zakresie długości fal milimetrowych, również emituje wysokoenergetyczne promieniowanie gamma, ale z wyjątkowo migoczącą jasnością. Jak donosi czasopismo Nature Communications, jasność ta może się podwoić w ciągu kilku minut.

Specjalny wzór sekwencji zmian jasności jest charakterystyczny dla uniwersalnego procesu zwanego ponownym połączeniem magnetycznym, który zachodzi w wielu obiektach astronomicznych o silnym polu magnetycznym. Aktywność słoneczna również ma związek z dynamiką pól magnetycznych i ponownym połączeniem. Zostało to niedawno zademonstrowane przez obserwację „ognisk” w atmosferze słonecznej w ramach misji Solar Orbiter.

Ale wracając do kwazara 3C 279: „Widziałem, jak analiza danych ujawniła specjalny wzór ponownego połączenia magnetycznego w krzywej blasku. Czułem się, jakbym nagle odszyfrował hieroglif w alfabecie czarnej dziury” – mówi podekscytowany Amit Shukla.

Podczas ponownego połączenia energia, która początkowo jest niewidocznie zmagazynowana w polu magnetycznym, zostaje nagle uwolniona w postaci licznych „mini-dżetów”. W dżetach tych cząsteczki są przyspieszane, co powoduje wytwarzanie obserwowanego promieniowania gamma. Ponowne połączenie magnetyczne wyjaśniło by, w jaki sposób energia dociera do jądra dżetu z czarnej dziury i skąd ostatecznie pochodzi.

Profesor Karl Mannheim, kierownik Katedry Astronomii UJM i współautor publikacji, wyjaśnia: „czasoprzestrzeń w pobliżu czarnej dziury w kwazarze 3C 279 jest zmuszona do wirowania razem z nim. Pola magnetyczne zakotwiczone w plazmie wokół czarnej dziury usuwają dżet spowalniając rotację czarnej dziury i zmieniają w promieniowanie część jej energii rotacyjnej.”

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.

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 naukowc

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 przeds