Acum știm de ce jeturile cu găuri negre produc radiații cu energie ridicată

Mărește / Jeturile de material aruncate în jurul găurilor negre pot fi uriașe.

Nucleele galactice active, alimentate de găurile negre supermasive pe care le conțin, sunt cele mai strălucitoare obiecte din Univers. Lumina provine din jeturi de materie proiectate cu o viteză apropiată de lumina de mediul din jurul găurii negre. În cele mai multe cazuri, aceste nuclee galactice active se numesc quasari. Dar, în cazuri rare în care unul dintre avioane este îndreptat direct spre Pământ, ele sunt numite blazar și par mai strălucitoare.

Deși a fost elaborată o schiță a modului în care funcționează un blazar, mai multe detalii rămân prost înțelese, inclusiv modul în care materialul care se mișcă rapid generează atât de multă lumină. Acum, cercetătorii au transformat un nou observator spațial numit Imagistica cu raze X Polarimetrie Explorați (IXPE) la unul dintre cei mai strălucitori blazari de pe cer. Datele din aceasta și alte observații combinate indică faptul că lumină este produsă atunci când jeturile de la gaura neagră se lovesc de materiale cu mișcare mai lentă.

Jeturi și lumină

IXPE este specializat în detectarea polarizării fotonilor de înaltă energie, adică a orientării ondulațiilor în câmpul electric al luminii. Informațiile de polarizare ne pot spune ceva despre procesele care au creat fotonii. De exemplu, fotonii care provin dintr-un mediu turbulent vor avea polarizare în esență aleatorie, în timp ce un mediu mai structurat va tinde să producă fotoni cu o gamă limitată de polarizări. Lumina care trece prin material sau câmpuri magnetice poate avea și polarizarea modificată.

Acest lucru este util pentru studierea blazarilor. Fotonii de înaltă energie emiși de aceste obiecte sunt generați de particulele încărcate din jeturi. Când aceste obiecte își schimbă cursul sau încetinesc, ele trebuie să renunțe la energie sub formă de fotoni. Deoarece se mișcă aproape de viteza luminii, au multă energie la care să renunțe, permițând blazarilor să emită pe tot spectrul, de la unde radio la raze gamma, unele dintre acestea din urmă rămânând la aceste energii în ciuda miliardelor de ani. tura roșie.

READ  Urmărește astronauții SpaceX Crew-3 „valsează” prin spațiu într-un videoclip distractiv cu costum spațial

Deci întrebarea devine atunci ce cauzează decelerarea acestor particule. Există două idei principale. Una dintre ele este că mediul din avioane este turbulent, cu stive haotice de materiale și câmpuri magnetice. Acest lucru încetinește particulele și mediul dezordonat ar însemna că polarizarea devine în mare parte aleatorie.

Ideea alternativă implică o undă de șoc, în care materialul din jeturi se lovește în material mai lent și decelerează. Acesta este un proces relativ ordonat și produce o polarizare care este relativ limitată în domeniul de aplicare și devine mai pronunțată la energii mai mari.

Introduceți IXPE

Noul set de observații este o campanie coordonată de înregistrare a Markarian blazar 501 folosind o varietate de telescoape care captează polarizarea la lungimi de undă mai mari, IXPE tratând fotonii mai energici. În plus, cercetătorii au căutat în arhivele mai multor observatoare pentru a obține observații anterioare ale lui Markarian 501, permițându-le să determine dacă polarizarea este stabilă în timp.

În general, pe tot spectrul, de la unde radio la raze gamma, polarizările măsurate au fost la câteva grade una de cealaltă. De asemenea, a fost stabil în timp și alinierea sa a crescut la energii fotonice mai mari.

Există încă o mică variație în polarizare, ceea ce sugerează că există o mizerie relativ minoră la locul coliziunii, ceea ce nu este o surpriză. Dar este mult mai puțin dezordonat decât v-ați aștepta de la un material turbulent cu câmpuri magnetice complicate.

În timp ce aceste rezultate oferă o perspectivă asupra modului în care găurile negre produc lumină, acest proces se bazează în cele din urmă pe producția de jet, care are loc mult mai aproape de gaura neagră. Cum se formează aceste jeturi nu este încă pe deplin înțeles, așa că oamenii care studiază astrofizica găurilor negre au încă un motiv să se întoarcă la muncă după weekendul de vacanță.

READ  Iată cum puteți observa rara conjuncție a lui Jupiter, Mercur, Saturn pe cer în această seară

Natură2022. DOI: 10.1038/s41586-022-05338-0 (Despre DOI).

Faci un comentariu sau dai un răspuns?

Adresa ta de email nu va fi publicată. Câmpurile obligatorii sunt marcate cu *