Βίαιες ακτίνες-γ ξεσπούν κοντά σε υπερμεγέθεις μαύρες τρύπες

Credit: © NASA JPL/CalTech

Άποψη ενός καλλιτέχνη της πυρηνικής περιοχή ενός ενεργού γαλαξία: ένας δίσκος που συσσωρεύει υλικό (καφέ / κίτρινο), σπείρες επάνω στην κεντρική υπερμεγέθη μαύρη τρύπα (μαύρο). Ένας ισχυρός, ραδιο-πίδακας (μπλε) έχει εκτοξεύτηκε κάθετα στο δίσκο. Στο εσωτερικό του πίδακα τα φωτόνια ακτίνων-γ παράγονται επίσης. Τα νέα ευρήματα δείχνουν ότι η εκπομπή ακτίνων-γ προέρχεται από την εσώτατη περιοχή του ραδιο-πίδακα (λευκό). Για τον ενεργό γαλαξία 3C 454.3 οι συντάκτες εκτιμούν μια απόσταση μόλις λίγα έτη φωτός από την υπερμεγέθη μαύρη τρύπα. Ο γαλαξίας είναι προς την κατεύθυνση του Πήγασου και το σήμα του φτάνει στη Γη μετά από ένα φωτεινό ταξίδι στο χρόνο περίπου 7 δις χρόνια.

Όταν σε ισχυρούς πίδακες μακρινών ενεργών γαλαξιών-τα ισχυρότερα και πιο δραστήρια γνωστά αντικείμενα-είναι τα βίαια ξεσπάσματα υψηλών εκπομπών ενέργειας ακτίνων-γ που παράγονται· 
Πολύ κοντά στην κεντρική υπερμεγέθη μαύρη τρύπα και προσαύξησης του δίσκου που τροφοδοτεί αυτά τα συστήματα, ή σε μεγαλύτερες αποστάσεις από την «κεντρική μηχανή», δηλαδή τα περαιτέρω στάδια του πίδακα· 
Νέες ιδέες σε αυτό το μακροχρόνιο ζήτημα, έγιναν δυνατά πρόσφατα, χάρη τις εντατικές, πολλαπλών-ραδιοσυχνοτήτων παρατηρήσεις των ισχυρών ενεργών γαλαξιών.

Μια διεθνής ομάδα αστρονόμων με επικεφαλής τον Lars Fuhrmann από το Ινστιτούτο Max Planck ραδιοαστρονομίας στη Βόννη της Γερμανίας, χρησιμοποιούν μερικά από τα καλύτερα ενιαία πιάτα ραδιοτηλεσκοπίων για αρκετά χρόνια, σε συνδυασμό με το διαστημικό τηλεσκόπιο Fermi ακτίνων-γ της NASA, για να μελετήσουν τον τόπο όπου συμβαίνουν οι υψηλής ενέργειας εκρήξεις.

Για πρώτη φορά μια σύνδεση μεταξύ δραματικών εκρήξεων υψηλής ενέργειας εκπομπών ακτίνων-γ και των αντιστοιχών τους σε πολλές ραδιοσυχνοτήτες έχουν συσταθεί για ένα μεγάλο δείγμα γαλαξιών. 
Μέτρηση χρονικών καθυστερήσεων μεταξύ αυτών των γεγονότων που παράγονται, ο καλύτερος περιορισμός σχετικά με την ακριβή τοποθεσία στην περιοχή των υπερβαρέων μαύρων οπών, όπου οι εκρήξεις ακτίνων-γ λαμβάνουν χώρα.

Τα αποτελέσματα δημοσιεύονται στο τρέχον τεύχος του «Monthly Notices της Βασιλικής Αστρονομικής Εταιρείας» (Oxford University Press / Πανεπιστημιακός Τύπος της Οξφόρδης).

Ειδικοί τύποι μακρινών ενεργών γαλαξιών και εσώτατων κεντρικών περιοχών τους, παρουσιάζουν ακραίες φυσικές διεργασίες. 
Στην περιοχή γύρω από μια περιστρεφόμενη μαύρη τρύπα (δισεκατομμύρια φορές βαρύτερη από τον Ήλιο μας) ένα τεράστιο ποσό ενέργειας απελευθερώνεται, συχνά σε πιο ενεργητική μορφή φωτός: τα φωτόνια υψηλής ενέργειας ακτίνων-γ σε μέγα-ή ακόμα και γιγα ηλεκτρονιοβόλτ (MeV / GeV) ενέργειες. 
Αυτή η ενέργεια εξόδου παράγεται με την τροφοδοσία από την μαύρη τρύπα από γύρω αστέρια, αέριο και σκόνη.

Credit: © MPIfR/N. Junkes (100m), APEX-Team (12m), NASA E/PO, Sonoma State University, Aurore Simonnet (Fermi), MPIfR (30m).

Τα τηλεσκόπια που χρησιμοποιούνται για την απόκτηση δεδομένων στο ράδιο και y-ακτίνες. Δεξιόστροφα από επάνω αριστερά: Effelsberg 100m, 12m APEX, Fermi ακτίνων-γ παρατηρητήριο και IRAM 30μ.

Μετάφραση: To-New-Sas

ΠΗΓΗ: mpifr-bonn.mpg.de