Supermasywna czarna dziura wystrzeliwuje wiązkę wysokoenergetycznego promieniowania prosto w Ziemię

[reklama_1]

Misja NASA zaobserwowała supermasywną czarną dziurę kierującą wiązkę wysokoenergetycznego promieniowania w stronę Ziemi z odległości 400 milionów lat świetlnych.

Symulacja Markariana 421 emitującego wiązkę o wysokiej energii. Zdjęcie: NASA/Pablo Garcia — Symulacja Markariana 421 emitującego wiązkę o wysokiej energii. Zdjęcie: *NASA/Pablo Garcia*

Aktywne supermasywne czarne dziury są otoczone wirującymi dyskami materii zwanymi dyskami akrecyjnymi, które z czasem je zasilają. Część materii, której nie mogą pochłonąć, jest następnie przenoszona na bieguny, gdzie jest wyrzucana z prędkością bliską prędkości światła. Proces ten wytwarza niezwykle jasne promieniowanie elektromagnetyczne o wysokiej energii. W niektórych przypadkach, jak w przypadku niedawno wykrytego przez NASA, wiązka jest skierowana bezpośrednio na Ziemię, co powoduje zjawisko zwane blazarem, jak donosi Live Science 30 lipca.

Blazar, nazwany Markarian 421, znajduje się w gwiazdozbiorze Wielkiej Niedźwiedzicy i został zaobserwowany przez misję Imaging X-ray Polarimetry Explorer (IXPE) NASA, wystrzeloną w grudniu 2021 roku. IXPE obserwuje cechę pola magnetycznego zwaną polaryzacją, która wskazuje kierunek pola magnetycznego. Polaryzacja dżetu wyrzuconego z Markariana 421 wskazuje, że część dżetu, w której cząstki przyspieszają, również ma pole magnetyczne o skręconej strukturze.

Blazary rozciągają się w kosmosie na miliony lat świetlnych, ale mechanizmy, które je tworzą, nie są jeszcze w pełni poznane. Jednak nowe odkrycia dotyczące gwiazdy Markarian 421 mogą rzucić światło na to kosmiczne zjawisko, powiedziała Laura Di Gesu, astrofizyczka z Włoskiej Agencji Kosmicznej i główna autorka badania.

Głównym powodem, dla którego dżety aktywnej supermasywnej czarnej dziury są tak jasne, jest to, że cząstki te zbliżają się do prędkości światła, emitując ogromne energie i działając zgodnie ze szczególną teorią względności Einsteina. Blazary są również wzmacniane przez fakt, że ich trajektoria w kierunku Ziemi wzmacnia długość fali światła, zwiększając zarówno częstotliwość, jak i energię. W rezultacie blazary mogą być jaśniejsze niż całe światło emitowane przez wszystkie gwiazdy w galaktyce razem wzięte. IXPE wykorzystuje teraz to światło do odwzorowania fizyki w centrum dżetu Markariana 421 i zidentyfikowania źródła świecącego strumienia.

Analiza danych z IXPE wykazała, że polaryzacja wiązki spadła do 0% podczas pierwszej i drugiej obserwacji. Zespół stwierdził, że wirujące pole magnetyczne przypominało korkociąg. Pomiary promieniowania elektromagnetycznego w zakresie optycznym, podczerwonym i radiowym nie wpłynęły na stabilność ani strukturę wiązki. Oznacza to, że fale uderzeniowe rozchodziły się wzdłuż skręconych pól magnetycznych komety Markarian 421. Nowe odkrycia dostarczają jak dotąd najwyraźniejszych dowodów na to, że skręcone pola magnetyczne przyczyniają się do powstawania fal uderzeniowych, które przyspieszają cząstki w wiązce.

Zespół planuje kontynuować badanie Markariana 421, a także zidentyfikować inne blazary o podobnych cechach, aby zrozumieć mechanizm stojący za tym zjawiskiem.

An Khang (według Live Science )

Link źródłowy