Supermassivt sort hull sender høyenergistråle rett mot jorden

Et NASA-oppdrag observerte et supermassivt svart hull som pekte en høyenergistråle mot jorden fra en avstand på 400 millioner lysår.

Simulering av Markarian 421 som sender ut en høyenergistråle. Foto: NASA/Pablo Garcia

Aktive supermassive sorte hull er omgitt av roterende skiver av materiale kalt akkresjonsskiver, som mater dem over tid. Noe av materialet de ikke kan svelge overføres deretter til polene, hvor det deretter kastes ut med nesten lysets hastighet. Denne prosessen produserer ekstremt lyssterk, høyenergisk elektromagnetisk stråling. I noen tilfeller, som det NASA nylig oppdaget, rettes strålen direkte mot jorden i en hendelse kalt en blazar, rapporterte Live Science 30. juli.

Blazaren, kalt Markarian 421, befinner seg i stjernebildet Store Bjørn og ble observert av NASAs Imaging X-ray Polarimetry Explorer (IXPE)-oppdrag, som ble skutt opp i desember 2021. IXPE observerer et trekk ved magnetfelt kalt polarisering, som indikerer retningen på magnetfeltet. Polariseringen av strålen som kastes ut fra Markarian 421 viser at den delen av strålen der partiklene akselererer også har et magnetfelt med en vridd struktur.

Blazarer strekker seg gjennom rommet i millioner av lysår, men mekanismene som skaper dem er ennå ikke fullt ut forstått. De nye funnene rundt Markarian 421 kan imidlertid bidra til å kaste lys over dette kosmiske fenomenet, sa Laura Di Gesu, astrofysiker ved den italienske romfartsorganisasjonen og studiens hovedforfatter.

Hovedgrunnen til at strålene fra et aktivt supermassivt sort hull er så lyse, er fordi partiklene nærmer seg lysets hastighet, sender ut enorme energier og opptrer i henhold til Einsteins spesielle relativitetsteori. Blazer-strålene forsterkes også av det faktum at banen deres mot jorden forsterker lysets bølgelengde, noe som øker både frekvens og energi. Resultatet er at blazarer kan være sterkere enn alt lyset fra alle stjernene i galaksen til sammen. Nå bruker IXPE dette lyset til å kartlegge fysikken i sentrum av Markarian 421s stråle og identifisere kilden til den glødende strålen.

Analyse av IXPE-dataene viste at strålens polarisering falt til 0 % i den første og andre observasjonen. Teamet fant at det roterende magnetfeltet lignet en korketrekker. Elektromagnetiske strålingsmålinger i optisk, infrarød og radioform påvirket ikke strålens stabilitet eller struktur. Dette betyr at sjokkbølgene forplantet seg langs Markarian 421s vridde magnetfelt. De nye funnene gir det klareste beviset hittil på at de vridde magnetfeltene bidrar til sjokkbølgene som akselererer partikler i strålen.

Teamet planlegger å fortsette å utforske Markarian 421, samt identifisere andre blazarer med lignende egenskaper for å forstå mekanismen bak fenomenet.

An Khang (ifølge Live Science )

Kildekobling: https://vnexpress.net/sieu-ho-den-ban-thang-chum-tia-nang-luong-cao-vao-trai-dat-4635870.html