Obserwacje prehistorycznego rozbłysku gamma za pomocą Fermi oraz VLBA

0

Pracujący w przestrzeni kosmicznej od 2008 roku teleskop Fermi w ostatnim czasie pozwolił na zbadanie źródła energii wyzwolonej z olbrzymiej czarnej dziury, która oddalona jest od nas o niecałe 11 mld lat świetlnych. Rozbłysk wydarzył się zatem w momencie, gdy wiek Wszechświata wynosił 25% obecnej wartości.

W trwających kilka miesięcy w 2011 i 2012 roku obserwacjach źródła prehistorycznego rozbłysku wykorzystano połączone siły orbitalnego teleskopu Fermi, należącego do konsorcjum składającego się z NASA, Amerykańskiego Departamentu Energii oraz agencji kosmicznych z Francji, Włoch, Niemiec, Szwecji i Japonii, oraz największego radioteleskopu na świecie – VLBA (Very Long Baseline Array).

Pierwotne teorie zakładały, iż rozbłyski gamma występują jedynie w bliskich odległościach od położonych w centrach galaktyk supermasywnych czarnych dziur. Opisana obserwacja jest jednak jedną z kilku, które wskazują na to, iż nie jest to do końca prawda i teoria wymaga dopracowania.

{module[346]}

Rozbłysk promieniowania gamma pochodził z miejsca oddalonego o 70 lat świetlnych od położonej w centrum galaktyki 4C +71.07 czarnej dziury, czyniąc ją w pewnym momencie (na początku listopada 2011 roku) 10 tysięcy razy jaśniejszą od połączonej jasności wszystkich gwiazd Drogi Mlecznej.

Omawiana czarna dziura posiada masę 2,6 mld mas naszego Słońca, a część opadającej na nią materii jest przyspieszana i wyrzucana na zewnątrz, co widoczne jest w postaci dwóch dżetów. W przypadku 4C +71.07 jeden z tych dżetów skierowany został ku Ziemi, przez co możliwe było zarejestrowanie rozbłysku. Charakterystyka ta czyni omawianą galaktykę blazarem – bardzo silnym źródłem promieniowania gamma.

Monitorowany przez kilka miesięcy rozbłysk gamma wiązał się z detekcją emisji promieniowania radiowego, zarejestrowanego przez naukowców za pomocą składającej się z 10 radioteleskopów sieci obserwacyjnej VLBA.

Radioteleskopy sieci VLBA rozmieszczone są w Ameryce Północnej od Hawajów po Wyspy Dziewicze Stanów Zjednoczonych, dzięki czemu po połączeniu uzyskiwanych sygnałów rozdzielczość odpowiada użyciu anteny radioteleskopu o średnicy około 8500 km. Taka rozdzielczość jest milion razy większa od tej uzyskiwanej przez teleskop Fermi (instrument LAT) oraz 1000 razy większa od rozdzielczości teleskopu Hubble.

{module [526]}

Dzięki wykorzystaniu VLBA udało się określić, iż źródło promieniowania gamma nie pochodziło z centrum galaktyki 3C +71.07, lecz z miejsca odległego o 70 lat świetlnych od niego. Astronomowie podejrzewają, iż promieniowanie gamma powstało, kiedy elektrony poruszające się wewnątrz dżetu z prędkością bliską prędkości światła zderzyły się z promieniowaniem widzialnym i podczerwonym pochodzącym spoza dżetu. W wyniku takiej kolizji nastąpiło przekazanie fotonom części energii kinetycznej elektronów w procesie nazywanym odwrotnym rozpraszaniem Comptona.

(NASA)Dane uzyskane przez teleskop Fermi oraz sieć VLBA wzajemnie się uzupełniały. U góry radio mapy oraz pomiary polaryzacji dokonane za pomocą VLBA, natomiast na dole uwidoczniona jest aktywność opisywanego blazara w przeciągu kilku miesięcy dokonana za pomocą Fermi / Credits: NASA's Goddard Space Flight Center/A. Marscher and S.Jorstad (BU)

Share.

Comments are closed.