عندما أطلقت المجرة الإذاعية العملاقة Messier 87 (M 87) سيلًا من إشعاع غاما وتدفق الراديو ، حدث تعاون دولي من 390 عالمًا يشاهده. لقد أبلغوا عن اكتشاف في عدد هذا الأسبوع من Science Express.
تعطي النتائج أول دليل تجريبي على أن الجسيمات تتسارع إلى طاقات عالية للغاية في المنطقة المجاورة مباشرة لثقب أسود فائق الكتلة ثم تنبعث منها أشعة غاما المرصودة. أشعة جاما لديها طاقات أعلى تريليون مرة من طاقة الضوء المرئي.
قام كل من الفيزيائيين في جامعة واشنطن في سانت لويس ، ماتياس بيليك وهينريك كراوتشينسكي ، بتنسيق المشروع باستخدام نظام صفيف تلسكوب التصوير الإشعاعي النشط للغاية (VERITAS). تضمن الجهد ثلاث مصفوفات من مقاريب بطول 12 مترًا (39 قدمًا) إلى 17 مترًا (56 قدمًا) ، والتي تكتشف أشعة غاما عالية الطاقة جدًا ، والمصفوفة الأساسية الطويلة جدًا (VLBA) التي تكتشف موجات الراديو ذات المكانية العالية الاحكام.
“لقد حددنا عمليات رصد أشعة غاما لـ M 87 في جهد تعاوني وثيق مع ثلاثة مراصد رئيسية لأشعة غاما VERITAS، H.E.S.S. و MAGIC ، وكنا محظوظين لحدوث توهج أشعة جاما بشكل غير عادي بمجرد ملاحظة المصدر مع VLBA وقوته المكانية المثيرة للإعجاب.
أضاف R. Craig Walker ، وهو عالم في المرصد الوطني لعلم الفلك الراديوي في سوكورو ، نيو مكسيكو ، "إن الجمع بين الملاحظات الراديوية عالية الدقة وملاحظات أشعة غاما VHE فقط سمح لنا بتحديد موقع إنتاج أشعة غاما". .
يقع M 87 على مسافة 50 مليون سنة ضوئية من الأرض في مجموعة المجرات العذراء. الثقب الأسود في وسط M 87 أكبر بستة أضعاف من الشمس.
يتم إعطاء حجم الثقب الأسود غير الدوار بواسطة نصف قطر Schwarzschild. كل شيء - مادة أو إشعاع - الذي يأتي داخل نصف قطر Schwarzschild من مركز الثقب الأسود سيتم ابتلاعه. إن نصف قطر Schwarzschild للثقب الأسود الهائل في M 87 قابل للمقارنة مع نصف قطر نظامنا الشمسي.
في حالة بعض الثقوب السوداء الهائلة - كما هو الحال في M 87 - تدور المادة وتقترب من قوى الثقب الأسود تدفقات نسبية عالية تدعى الطائرات. تنتقل المادة في الطائرات بعيدًا عن الثقب الأسود ، تهربًا من قوة الجاذبية المميتة. تعد الطائرات من أكبر الأجسام في الكون ، ويمكنها الوصول إلى عدة آلاف من السنين الضوئية من محيط الثقب الأسود إلى الوسط بين المجرات.
تم اكتشاف انبعاث أشعة جاما عالي الطاقة من M 87 لأول مرة في عام 1998 باستخدام تلسكوبات HEGRA Cherenkov. يقول بيليكي: "حتى اليوم ، يعد M 87 واحدًا من حوالي 25 مصدرًا خارج مجرتنا معروفة بانبعاثها لأشعة جاما [عالية الطاقة جدًا]".
تظهر الملاحظات الجديدة الآن أن تسارع الجسيمات ، والانبعاث اللاحق لأشعة جاما ، يمكن أن يحدث في "النفاثة الداخلية" ، على بعد أقل من حوالي 100 شوارزشيلد نصف قطر من الثقب الأسود ، وهو مساحة ضيقة للغاية مقارنة مع المدى الكلي للطائرة أو المجرة.
بالإضافة إلى VERITAS و VLBA ، شارك في هذه الملاحظات نظام التصوير المجسم عالي الطاقة (H.E.S.S.) والمراصد الرئيسية لأشعة غاما لتصوير أشعة غاما (MAGIC).
عنوان الصورة الرصاص: مفهوم الفنانين للنواة الداخلية لـ M87: الثقب الأسود ، قرص التنامي ، والطائرات الداخلية. الائتمان: بيل ساكستون ، NRAO / AUI / NSF
الصورة الثانية: صورة VLA واسعة النطاق لـ M87: تشير الدائرة البيضاء إلى المنطقة التي يمكن من خلالها لتلسكوبات أشعة جاما أن تخبر عن انبعاث أشعة جاما النشطة للغاية. لتضييق الموقع يتطلب كذلك VLBA. الائتمان: NRAO / AUI / NSF
كلية: في أعلى اليسار ، تُظهر صورة VLA للمجرة الطائرات التي تبث راديوًا على نطاق حوالي 200000 سنة ضوئية. تقدم الزووم اللاحقة أقرب إلى قلب المجرة ، حيث يوجد الثقب الأسود الهائل. في مفهوم الفنان (الخلفية). يبلغ حجم الثقب الأسود الموضح في المركز ضعف حجم نظامنا الشمسي ، وهو جزء صغير من حجم المجرة ، ولكنه يحتوي على حوالي ستة مليارات مرة من كتلة الشمس. الائتمان: بيل ساكستون ، NRAO / AUI / NSF
مصادر: علم والمرصد الوطني لعلم الفلك الراديوي عبر Eurekalert.
