W kwietniu 2015 roku po podróży trwającej około połowę obecnego wieku Wszechświata, lawina silnego promieniowania gamma z odległej galaktyki uderzyła w atmosferę ziemską. Ta lawina spowodowała istną kaskadę promieniowania, które trafiło w zwierciadła teleskopu Very Energetic Radiation Imaging Telescope Array System (VERITAS) w Arizonie. Uzyskane w ten sposób dane dają astronomom unikalny wgląd w odległą galaktykę i napędzającą ją czarną dziurę.
Promieniowanie gamma składa się z wysokoenergetycznych fotonów. Fotony obserwowane przez VERITAS pochodzą z galaktyki znanej jako PKS 1441+25, która należy do rzadkiego typu galaktyk określanego mianem blazarów. W centrum tej galaktyki znajduje się supermasywna czarna dziura otoczona dyskiem gorącego gazu i pyłu.
Gdy materia tworząca dysk co raz bardziej zbliża się i wpada do czarnej dziury, część materii reemitowana jest w dwóch dżetach z prędkością bliską prędkości światła. Jeden z tych dżetów skierowany jest niemal idealnie w kierunku Ziemi umożliwiając nam wgląd w centrum galaktyki.
"Spoglądamy praktycznie w środek relatywistycznego dżetu," tłumaczy Wystan Benbow z Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics (CfA). "To właśnie dlatego w ogóle możemy obserwować promieniowanie gamma."
Jedną z nieznanych w fizyce blazarów jest dokładne położenie miejsca emisji promieni gamma. Dzięki wykorzystaniu VERITAS oraz Kosmicznego Teleskopu Fermi, naukowcy odkryli, że źródło promieniowania gamma znajduje się wewnątrz relatywistycznego dżetu, ale - ku zaskoczeniu - z dala od czarnej dziury. Region z którego emitowane są promienie gamma znajduje się co najmniej 0.1 roku świetlnego, a prawdopodobnie nawet 5 lat świetlnych od niej.
Co więcej, region emitujący promieniowanie gamma był większy niż zazwyczaj obserwowany w aktywnych galaktykach i miał średnicę ok. 0.3 roku świetlnego.
"W dżetach często powstają lokalne zagęszczenia. Być może dwa takie zagęszczenia zderzyły się ze sobą i w ten sposób powstały owe rozbłyski energii," mówi współautor Matteo Cerruti z CfA.
W ogóle samo zmierzenie wysokoenergetycznego promieniowania gamma było zaskoczeniem. Zazwyczaj jest ono pochłaniane już w źródle lub podróżując w kierunku Ziemi. Stąd wiadomo, że gdy galaktyk rozbłysła promieniowaniem gamma, musiała wytworzyć potężną lawinę promieniowania gamma.
Odkrycie daje nam wgląd w zjawisko znane jako pozagalaktyczne promieniowanie tła (EBL - extragalactic background light), delikatną poświatę, która wypełnia wszechświat. EBL pochodzi od wszystkich gwiazd i wszystkich galaktyk, które kiedykolwiek istniały i dzięki temu zapisana w nim jest cała historia Wszechświata.
EBL działa także niczym mgła dla wysokoenergetycznego promieniowania gamma, pochłaniając je wraz z odległością, jaką promienie gamma pokonują przemierzając wszechświat. Nowe pomiary pozwolą ustawić pośredni limit obfitości EBL - gdyby było go więcej, cały rozbłysk gamma zostałby po drodze pochłonięty.
Wyniki powyższych badań zostały zaakceptowane do publikacji w periodyku Astrophysical Journal Letters i dostępne są online.
Więcej informacji:
Promieniowanie gamma składa się z wysokoenergetycznych fotonów. Fotony obserwowane przez VERITAS pochodzą z galaktyki znanej jako PKS 1441+25, która należy do rzadkiego typu galaktyk określanego mianem blazarów. W centrum tej galaktyki znajduje się supermasywna czarna dziura otoczona dyskiem gorącego gazu i pyłu.
Gdy materia tworząca dysk co raz bardziej zbliża się i wpada do czarnej dziury, część materii reemitowana jest w dwóch dżetach z prędkością bliską prędkości światła. Jeden z tych dżetów skierowany jest niemal idealnie w kierunku Ziemi umożliwiając nam wgląd w centrum galaktyki.
"Spoglądamy praktycznie w środek relatywistycznego dżetu," tłumaczy Wystan Benbow z Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics (CfA). "To właśnie dlatego w ogóle możemy obserwować promieniowanie gamma."
Jedną z nieznanych w fizyce blazarów jest dokładne położenie miejsca emisji promieni gamma. Dzięki wykorzystaniu VERITAS oraz Kosmicznego Teleskopu Fermi, naukowcy odkryli, że źródło promieniowania gamma znajduje się wewnątrz relatywistycznego dżetu, ale - ku zaskoczeniu - z dala od czarnej dziury. Region z którego emitowane są promienie gamma znajduje się co najmniej 0.1 roku świetlnego, a prawdopodobnie nawet 5 lat świetlnych od niej.
Co więcej, region emitujący promieniowanie gamma był większy niż zazwyczaj obserwowany w aktywnych galaktykach i miał średnicę ok. 0.3 roku świetlnego.
"W dżetach często powstają lokalne zagęszczenia. Być może dwa takie zagęszczenia zderzyły się ze sobą i w ten sposób powstały owe rozbłyski energii," mówi współautor Matteo Cerruti z CfA.
W ogóle samo zmierzenie wysokoenergetycznego promieniowania gamma było zaskoczeniem. Zazwyczaj jest ono pochłaniane już w źródle lub podróżując w kierunku Ziemi. Stąd wiadomo, że gdy galaktyk rozbłysła promieniowaniem gamma, musiała wytworzyć potężną lawinę promieniowania gamma.
Odkrycie daje nam wgląd w zjawisko znane jako pozagalaktyczne promieniowanie tła (EBL - extragalactic background light), delikatną poświatę, która wypełnia wszechświat. EBL pochodzi od wszystkich gwiazd i wszystkich galaktyk, które kiedykolwiek istniały i dzięki temu zapisana w nim jest cała historia Wszechświata.
EBL działa także niczym mgła dla wysokoenergetycznego promieniowania gamma, pochłaniając je wraz z odległością, jaką promienie gamma pokonują przemierzając wszechświat. Nowe pomiary pozwolą ustawić pośredni limit obfitości EBL - gdyby było go więcej, cały rozbłysk gamma zostałby po drodze pochłonięty.
Wyniki powyższych badań zostały zaakceptowane do publikacji w periodyku Astrophysical Journal Letters i dostępne są online.
Więcej informacji:
- artykuł naukowy
Źródło: ApJL
