Aktīvie galaktikas kodoli, kurus darbina tajos esošie supermasīvie melnie caurumi, ir spilgtākie objekti Visumā. Gaisma rodas no materiāla strūklām, kas gandrīz ar gaismas ātrumu tiek izvadītas no vides ap melno caurumu. Vairumā gadījumu šos aktīvos galaktiskos kodolus sauc par kvazāriem. Bet retos gadījumos, kad viena no strūklām ir vērsta tieši uz Zemi, to sauc par blazāru un izskatās daudz spilgtāka.
Lai gan ir izstrādāts vispārīgais blezāra darbības apraksts, daudzas detaļas joprojām ir slikti izprotamas, tostarp tas, kā ātri kustīga viela rada tik daudz gaismas. Tagad pētnieki ir pārveidojuši jaunu kosmosa observatoriju, ko sauc Polarizējošā rentgena attēlveidošanas pārlūkprogramma (IXPE) virzienā uz vienu no spožākajām liesmām debesīs. Kopumā no tā iegūtie dati un citi novērojumi liecina, ka gaisma rodas, kad melnā cauruma strūklas saduras ar lēni kustīgu vielu.
Lidmašīnas un gaisma
IXPE specializējas augstas enerģijas fotonu polarizācijas – gaismas elektriskā lauka vibrāciju virziena – noteikšanā. Polarizācijas informācija var mums kaut ko pastāstīt par procesiem, kas radīja fotonus. Piemēram, fotoniem, kuru izcelsme ir nesakārtotā vidē, būtībā būs nejaušas polarizācijas, savukārt sakārtotākā vidē ir tendence ražot fotonus ar ierobežotu polarizāciju diapazonu. Gaisma, kas iet caur materiāliem vai magnētiskajiem laukiem, var arī mainīt savu polarizāciju.
Ir pierādīts, ka tas ir noderīgi blezāru izpētē. Augstas enerģijas fotonus, ko izstaro šie objekti, ģenerē lādētās daļiņas strūklās. Kad šie objekti maina trajektoriju vai palēninās, tiem ir jāatsakās no enerģijas fotonu veidā. Tā kā tie pārvietojas tuvu gaismas ātrumam, tiem ir jāatsakās no lielas enerģijas, ļaujot blazāriem izstarot visā spektrā no radio viļņiem līdz gamma stariem — daži no pēdējiem paliek pie šīs enerģijas, neskatoties uz miljardiem gadu ilgušo sarkano nobīdi. .
Tātad rodas jautājums, kas izraisa šo daļiņu palēnināšanos. Ir divas vadošās idejas. Viens no šādiem faktoriem ir tas, ka gaisa kuģu vide ir nemierīga, ar haotisku materiālu un magnētisko lauku uzkrāšanos. Tas izraisa daļiņu palēnināšanos, un haotiska vide nozīmēs, ka polarizācija lielākoties kļūst nejauša.
Alternatīva ideja ietver triecienvilni, kur materiāls no strūklas saduras ar lēni kustīgu materiālu, palēninot to. Tas ir salīdzinoši sakārtots process, kas rada relatīvi ierobežotu joslu polarizāciju, kas kļūst izteiktāka pie augstākām enerģijām.
Ievadiet IXPE
Jaunais novērojumu kopums ir koordinēta kampaņa, lai ierakstītu Blazar Markarian 501, izmantojot dažādus teleskopus, kas uztver polarizāciju garākos viļņu garumos, un IXPE apstrādā visaugstākās enerģijas fotonus. Turklāt pētnieki vairāku observatoriju arhīvos meklēja agrākus Markarian 501 novērojumus, kas ļāva viņiem noteikt, vai polarizācija laika gaitā bija stabila.
Kopumā visā spektrā no radioviļņiem līdz gamma stariem izmērītās polarizācijas bija dažu grādu robežās viena no otras. Tas arī laika gaitā bija stabils, un tā izlīdzināšana palielinājās pie augstākām fotonu enerģijām.
Joprojām ir neliela atšķirība polarizācijā, kas norāda uz salīdzinoši nelielu traucējumu sadursmes vietā, kas nav īsti pārsteigums. Bet tas ir daudz mazāk nemierīgs, nekā jūs varētu sagaidīt no turbulentas vielas ar sarežģītiem magnētiskajiem laukiem.
Lai gan šie rezultāti sniedz labāku izpratni par to, kā melnie caurumi rada gaismu, šis process galu galā ir atkarīgs no strūklu ražošanas, kas notiek melnā cauruma tuvumā. Joprojām nav īsti saprotams, kā šīs strūklas veidojas, tāpēc cilvēkiem, kuri studē melnā cauruma astrofiziku, joprojām ir iemesls atgriezties darbā pēc nedēļas nogales.
dabu2022. DOI: 10.1038 / s41586-022-05338-0 (Par DOI).
