Pictor A: Έκρηξη μιας μαύρης τρύπας σε έναν Γαλαξία πολύ πολύ μακρυά

Στην ταινία Star Wars μας παρουσίασαν το φανταστικό "Death Star", που μπορεί να εκτοξεύσει ισχυρές δέσμες ακτινοβολίας στο διάστημα. Το Σύμπαν, όμως, παράγει φαινόμενα που συχνά ξεπερνούν την επιστημονική φαντασία.

Ο γαλαξίας Pictor A είναι ένα τέτοιο εντυπωσιακό αντικείμενο. Ο γαλαξίας αυτός, που απέχει περίπου 500 εκατομμύρια έτη φωτός από τη Γη, περιέχει μια υπερμεγέθη μαύρη τρύπα στο κέντρο του.

Ένα τεράστιο ποσό της βαρυτικής ενέργειας απελευθερώνεται καθώς υλικό στροβιλίζεται προς τον ορίζοντα γεγονότων,  το "σημείο χωρίς επιστροφή", δηλ. το σημείο στο οποίο η βαρυτική έλξη γίνεται τόσο δυνατή, ώστε κάθε διαφυγή είναι αδύνατη για το υλικό που πέφτει. Αυτή η ενέργεια παράγει μια τεράστια ακτίνα, ή εκτόξευση, από σωματίδια που ταξιδεύουν σχεδόν με την ταχύτητα του φωτός στο διαγαλαξιακό διάστημα.

Η NASA έδωσε στη δημοσιότητα μια εικόνα από τις παρατηρήσεις που κάνει σε αυτόν τον γαλαξία ομάδα αστρονόμων χρησιμοποιώντας το διαστημικό τηλεσκόπιο Chandra.

Αυτό που κάνει ενδιαφέρον το φαινόμενο σε αυτή την περίπτωση είναι ότι η μελανή οπή εκτοξεύει την ύλη σε τρομερές αποστάσεις. Οι ερευνητές εντόπισαν δέσμες ύλης (αέρια) να εκτοξεύονται από την μελανή οπή σε αποστάσεις 300 χιλιάδων ετών φωτός. Η διάμετρος του γαλαξία μας είναι περίπου 100 χιλιάδες έτη φωτός. Με απλά λόγια μέσα σε μια από αυτές τις δέσμες ύλης που εκτοξεύει η μαύρη τρύπα θα μπορούσαν να χωρέσουν άνετα τρεις γαλαξίες σαν τον δικό μας
Εκτός από το εξέχον jet (τζετ) που είναι στραμμένο προς τα δεξιά στην εικόνα, οι ερευνητές αναφέρουν ενδείξεις και για άλλο τζετ που δείχνει προς την αντίθετη κατεύθυνση και που είναι γνωστό ως "counterjet". Ενώ αμυδρές αποδείξεις για αυτό το counterjet είχαν αναφερθεί στο παρελθόν, αυτά τα νέα δεδομένα του Chandra επιβεβαιώνουν την ύπαρξή του.

Η εικόνα δείχνει τη θέση της υπερμεγέθους μαύρης τρύπας, το τζετ και το counterjet.

Οι λεπτομερείς ιδιότητες του τζετ και counterjet που παρατηρήθηκαν με το Chandra δείχνουν ότι η εκπομπή ακτίνων Χ  πιθανόν προέρχεται από ηλεκτρόνια που κινούνται σπειροειδώς γύρω από τις γραμμές του μαγνητικού πεδίου, μια διαδικασία που ονομάζεται εκπομπή σύγχροτρον (synchrotron emission). Σε αυτήν την περίπτωση, τα ηλεκτρόνια πρέπει να επιταχύνονται συνεχώς εκ νέου  καθώς κινούνται κατά μήκος της δέσμης. Πώς αυτό συμβαίνει δεν είναι πλήρως κατανοητό.

Οι ερευνητές απέκλεισαν ένα διαφορετικό μηχανισμό για την παραγωγή εκπομπής ακτίνων-Χ του τζετ. Σε αυτό το σενάριο, τα ηλεκτρόνια πετούν μακριά από τη μαύρη τρύπα στο jet σχεδόν με την ταχύτητα του φωτός και κινούνται μέσα από τη θάλασσα της κοσμικής ακτινοβολίας υποβάθρου (CMB) που έχει απομείνει από την καυτή αρχική φάση του Σύμπαντος μετά το Big Bang. Όταν ένα ταχέως κινούμενο ηλεκτρόνιο συγκρούεται με ένα από αυτά τα φωτόνια CMB, αυτό μπορεί να ενισχύσει την ενέργεια του φωτονίου και να την φτάσει στην ζώνη (εύρος)  ενεργειών των ακτίνων X.

Η φωτεινότητα των ακτίνων Χ του τζετ εξαρτάται από την ισχύ της δέσμης ηλεκτρονίων και την ένταση της ακτινοβολίας υποβάθρου. Η σχετική φωτεινότητα των ακτίνων X που προέρχονται από το τζετ και το counterjet στον Pictor Α δεν ταιριάζει με αυτό που αναμένεται σε αυτή τη διαδικασία που αφορά την CMB, και αποτελεσματικά την εξαλείφει ως την πηγή της παραγωγής ακτίνων Χ στο τζετ.

Η μελέτη που περιγράφει τα αποτελέσματα αυτά θα δημοσιευθεί στο Monthly Notices της Βασιλικής Αστρονομικής Εταιρείας ( «Monthly Notices of the Royal Astronomical Society») και είναι διαθέσιμα στο διαδίκτυο.
thecuriosityofcat
4/2/2016

0 σχόλια:

Δημοσίευση σχολίου