O explozie rară de raze gamma, declanșată de gaura neagră supermasivă din centrul Messier 87

Cunoscută și ca Virgo A sau NGC 4486, Messier 87 este cel mai strălucitor obiect din grupul de galaxii Virgo, cel mai mare tip de structură legată gravitațional din Univers.

Acesta a devenit celebru în aprilie 2019, după ce oamenii de știință de la EHT au publicat prima imagine a unei găuri negre din centrul său. Condus de grupul de lucru EHT cu mai multe lungimi de undă, un studiu publicat în Astronomy and Astrophysics Journal prezintă datele celei de-a doua campanii de observare EHT, implicând peste 25 de telescoape terestre și orbitale.

Autorii raportează prima observație a unei erupții de raze gamma de înaltă energie în peste un deceniu de la gaura neagră supermasivă M87, pe baza spectrelor aproape simultane ale galaxiei care acoperă cea mai largă gamă de lungimi de undă colectate vreodată.

Jetul analizat de cercetători este surprinzător prin amploarea sa, atingând dimensiuni care depășesc orizontul evenimentelor găurii negre de zeci de milioane de ori.

Explozia energetică, care a durat aproximativ trei zile și sugerează o regiune de emisie de mai puțin de trei zile-lumină în dimensiune, a dezvăluit o explozie strălucitoare de emisie de înaltă energie – cu mult peste energiile detectate în mod obișnuit de radiotelescoape din regiunea găurii negre.

Cel mai strălucitor obiect din grupul de galaxii Virgo

„Durata unei erupții corespunde aproximativ cu dimensiunea regiunii de emisie. Variabilitatea rapidă a razelor gamma indică faptul că regiunea erupției este extrem de mică, de numai aproximativ zece ori mai mare decât dimensiunea găurii negre centrale. În mod interesant, variabilitatea bruscă observată în razele gamma nu a fost detectată în alte lungimi de undă. Acest lucru sugerează că regiunea erupției are o structură complexă și prezintă caracteristici diferite în funcție de lungimea de undă”, explică Daniel Mazin de la Institutul de Cercetare a Razelor Cosmice, Universitatea din Tokyo, membru al echipei telescopului MAGIC care a detectat erupția de raze gamma.

Cea de-a doua campanie EHT și multi-lungime de undă din 2018 a valorificat mai mult de două duzini de instalații de observare de profil înalt, inclusiv telescoapele Fermi-LAT, HST, NuSTAR, Chandra și Swift ale NASA, împreună cu cele mai mari trei rețele de telescoape Cherenkov atmosferice de imagistică din lume (H.E.S.S., MAGIC și VERITAS).

Aceste observatoare sunt sensibile la fotonii de raze X, precum și, respectiv, la razele gama de înaltă energie și foarte înaltă energie (VHE). În timpul campaniei, instrumentul LAT de la bordul observatorului spațial Fermi a detectat o creștere a fluxului de raze gamma de înaltă energie cu energii de miliarde de ori mai mari decât lumina vizibilă.

Cel mai mare tip de structură legată gravitațional din Univers

Chandra și NuSTAR au colectat apoi date de înaltă calitate în banda razelor X. Observațiile radio ale Rețelei VLBI din Asia de Est (EAVN) arată o schimbare anuală aparentă a unghiului de poziție al jetului la câteva microsecunde de arc de la nucleul galaxiei.

„Prin combinarea informațiilor privind schimbarea direcției jetului, distribuția luminoasă a inelului observată de EHT și activitatea razelor gamma, putem înțelege mai bine mecanismele care stau la baza producerii radiației de foarte înaltă energie”, spune Motoki Kino de la Universitatea Kogakuin, coordonator al observațiilor EAVN în timpul campaniei.

Datele arată, de asemenea, o variație semnificativă a unghiului de poziție al asimetriei inelului (așa-numitul orizont al evenimentelor al găurii negre) și poziția jetului, sugerând o relație fizică între aceste structuri la scări foarte diferite, scrie EurekAlert.

„În prima imagine obținută în timpul campaniei de observații din 2018, s-a observat că emisia de-a lungul inelului nu era omogenă, prezentând astfel asimetrii (adică zone mai luminoase). Observațiile ulterioare efectuate în 2018 și legate de această lucrare au confirmat datele, evidențiind că unghiul de poziție al asimetriei s-a schimbat.”

Vă recomandăm să mai citiți și:

Cercetătorii au detectat raze gamma record în „inima” Căii Lactee

Astronomii au detectat o emisie de raze gamma de foarte mare energie în jurul unui pulsar îndepărtat

Un fenomen meteorologic trecut cu vederea produce raze gamma în atmosferă

Oamenii de știință au descoperit razele gamma cu cea mai mare energie din Univers