นักดาราศาสตร์ได้ค้นพบรังสีแกมม่าที่ไหลจากหลุมดำมวลมหาศาลที่ใจกลางกาแลคซี M87 เครื่องมือพิเศษที่เรียกว่า H.E.S.S. ซึ่งตั้งอยู่ในนามิเบียสามารถตรวจจับได้เมื่อรังสีเหล่านี้กระทบกับบรรยากาศของเราและติดตามแหล่งที่มา นักดาราศาสตร์ได้พิจารณาแล้วว่าพื้นที่ที่ไม่ใหญ่กว่าระบบสุริยะของเรารอบ ๆ หลุมดำนั้นมีส่วนทำให้เกิดการแผ่กระจายของรังสีแกมมา หลุมดำทำหน้าที่เหมือนเครื่องเร่งอนุภาคของจักรวาล
ทีมนักดาราศาสตร์ฟิสิกส์นานาชาติจาก H.E.S.S. การทำงานร่วมกันได้ประกาศการค้นพบความแปรปรวนระยะสั้นในการไหลของรังสีแกมม่าพลังงานสูง (VHE) จากกาแลคซีวิทยุ M 87 ในนามิเบียความร่วมมือได้สร้างและดำเนินการระบบตรวจจับที่รู้จักกันในชื่อกล้องโทรทรรศน์ Cherenkov ซึ่ง อนุญาตให้ตรวจพบรังสีแกมมาเหล่านี้จากระดับพื้นดิน (ดูหมายเหตุ) ระบบนี้ชี้ไปที่กาแลคซีใกล้เคียง M 87 ทีมตรวจพบรังสีแกมมา VHE ในช่วงสี่ปีที่ผ่านมา อย่างไรก็ตามความประหลาดใจที่แท้จริงคือความเข้มของการปลดปล่อยสามารถมองเห็นได้ว่ามีการเปลี่ยนแปลงอย่างมากภายในไม่กี่วันในบางโอกาส
กาแลคซียักษ์วิทยุ M 87
กาแลคซีแห่งนี้ตั้งอยู่ห่างออกไป 50 ล้านปีแสงในกลุ่มดาวราศีกันย์มีหลุมดำขนาดใหญ่พิเศษซึ่งมีมวลสุริยะประมาณ 3 พันล้านดวงซึ่งมีอนุภาคของอนุภาคและสนามแม่เหล็กไหลออกมา อย่างไรก็ตามสิ่งที่แตกต่างจากแหล่งกำเนิดรังสีแกมม่า VHE ที่รู้จักกันในชื่อ Blazars - เจ็ตใน M 87 นั้นไม่ได้ชี้ไปที่โลก แต่จะเห็นที่มุมประมาณ 30 ° ใน Blazars เชื่อกันว่ารังสีแกมมาถูกปล่อยออกมาในเจ็ทรวมตัวกันรอบทิศทางเจ็ตและเพิ่มพลังงานและความเข้มโดยการเคลื่อนที่ของอนุภาคเจ็ต เอ็ม 87 จึงเป็นแหล่งกำเนิดรังสีแกมม่าแบบเอกภพรูปแบบใหม่
ข้อบ่งชี้แรกของการปล่อยรังสีแกมม่า VHE จาก M 87 ได้เห็นในปี 1998 ด้วยกล้องโทรทรรศน์ HEGRA Cherenkov (หนึ่งในการทดลองเบื้องต้นเกี่ยวกับ H.E.S.S. ) ด้วย H.E.S.S. ผลลัพธ์สิ่งบ่งชี้เหล่านี้ได้รับการยืนยันแล้วด้วยความมั่นใจมากขึ้น การไหลของรังสีแกมมา VHE จาก M 87 นั้นค่อนข้างจางหายไป ไม่พบกาแลคซีคลื่นวิทยุอื่นใดในรังสีแกมมา VHE อาจเป็นเพราะส่วนใหญ่อยู่ไกลกว่า M 87 ที่อยู่ใกล้เคียง
ความแปรปรวนระดับเวลาสั้น ๆ บอกอะไรเรา
มาตราส่วนเวลาของความแปรปรวนเป็นตัวบ่งชี้ขนาดสูงสุดของขอบเขตการปล่อย เนื่องจากรังสีแกมม่าจากปลายด้านหลังของพื้นที่ปล่อยก๊าซจะเดินทางนานขึ้นจนกว่าจะถึงเราดังนั้นเครื่องชั่งเวลาแปรผันจึงไม่สามารถสั้นกว่ารังสีแกมมาที่ต้องใช้ในการข้ามพื้นที่การปล่อยรังสี การวัดความแปรปรวนดังกล่าวมักใช้เพื่อ จำกัด ขนาดของไซต์ที่ปล่อยออกมาในวัตถุที่อยู่ห่างไกลซึ่งมักจะมีความแม่นยำมากกว่าการวัดขนาดของวัตถุตามการขยายเชิงมุมในท้องฟ้า มาตราส่วนเวลาความแปรปรวนสองสามวันที่เห็นโดย H.E.S.S. ใน M 87 สั้นมากสั้นกว่าที่ตรวจพบที่ความยาวคลื่นอื่น ๆ สิ่งนี้บอกเราว่าขนาดของภูมิภาคที่ผลิตรังสีแกมมา VHE นั้นมีขนาดใกล้เคียงกับขนาดของระบบสุริยะของเรา (1013 ม. มีขนาดประมาณ 0.000001% ของขนาดกาแลคซีทั้งคลื่น M 87) “ นี่ไม่ใหญ่ไปกว่าขอบฟ้าเหตุการณ์ของหลุมดำขนาดยักษ์ที่ยิ่งใหญ่ในใจกลาง M 87” Matthias Beilicke, H.E.S.S กล่าว นักวิทยาศาสตร์ทำงานที่มหาวิทยาลัยฮัมบูร์ก
การสังเกตนี้ทำให้บริเวณใกล้เคียงของหลุมดำกลางของ M 87 เป็นสถานที่ที่น่าจะเป็นไปได้มากที่สุดสำหรับการผลิตรังสีแกมมา VHE โครงสร้างอื่น ๆ ในเครื่องบินไอพ่นของ M 87 มีแนวโน้มที่จะมีขนาดใหญ่ขึ้น ฟิสิกส์ของกระบวนการผลิตยังไม่ได้รับการพิจารณาและสามารถเรียกใช้กลไกใหม่ได้อย่างสมบูรณ์เนื่องจากอยู่ใกล้หลุมดำที่การค้นพบนี้โดย H.E.S.S. ทีมได้แสดงให้เห็น มีโอกาสที่เราจะจัดการกับกลไกการผลิตที่แตกต่างจาก Blazars ซึ่งเจ็ตส์ชี้มาที่เรา ในบริเวณนี้ใกล้กับหลุมดำสสารที่ถูกอัดขึ้นมาจากหลุมดำก็กำลังสร้างเจ็ทพลาสมาเชิงสัมพัทธภาพซึ่งเป็นกระบวนการที่โดยทั่วไปยังไม่เข้าใจ รังสีแกมม่านั้นสามารถหนีออกจากบริเวณที่มีความรุนแรงนี้ได้ แต่น่าจะเป็นไปได้เนื่องจากหลุมดำใน M 87 นั้นมีปริมาณเพิ่มขึ้นในอัตราที่ค่อนข้างต่ำเมื่อเทียบกับหลุมดำอื่น ๆ นอกจากนี้เราไม่สามารถแยกความสัมพันธ์ที่เกิดขึ้นเช่นความสัมพันธ์ที่เกิดขึ้นในแหล่ง extragalactic อื่น ๆ ในระดับหนึ่ง แต่เนื่องจากเจ็ทไม่ได้ชี้ไปที่เรา
H.E.S.S. นำทาง
ด้วยสิ่งนี้และก่อนหน้านี้การค้นพบแหล่งที่มาจากเอกภพ เป็นผู้นำในการทำความเข้าใจกระบวนการที่เกี่ยวข้องกับวิธีการผลิตโฟตอนพลังงานพิเศษเหล่านี้ กาแลคซีเรดิโอเอ็ม 87 เป็นห้องปฏิบัติการที่ยอดเยี่ยมสำหรับการศึกษาแกนกลางของกาแลคซีเหล่านี้ด้วยหลุมดำมวลมหาศาลซึ่งทำหน้าที่เป็นเครื่องมือในการเร่งอนุภาคให้มีพลังงานสูงมากโดยให้รังสีแกมมา VHE ในกระบวนการ วัตถุนี้สามารถศึกษาได้และเปรียบเทียบกับ Blazars จำนวนมาก แต่ไกลกว่าที่เจ็ตปิดบังมุมมองของเราเกี่ยวกับแหล่งกำเนิดกลาง สำหรับ M 87 ตอนนี้เรารู้แล้วว่าเรามีมุมมองที่ชัดเจนของเครื่องยนต์ส่วนกลางที่มี H.E.S.S. ซึ่งนำไปสู่ความเข้าใจที่ดีขึ้นของแหล่งกำเนิดรังสีแกมม่า - วี - เอกซ์ VHE
แหล่งต้นฉบับ: Max Planck Society News Release
