ブラックホールが宇宙で最も明るい光をどのように生成するかがついにわかりました：ScienceAlert

光を出さないものの場合 私たちはそれを発見することができますそしてその ブラックホール 輝きに浸るのが大好きです。

実際、宇宙で最も明るい光のいくつかは超大質量ブラックホールから来ています。 ええと、実際にはブラック ホールそのものではありません。 彼らは周囲から大量の物質を積極的に散乱させるので、それは彼らの周りの問題です。

これらの高温物質の渦巻く浮遊物の中で最も明るいものの中に、ブレーザーとして知られる銀河があります。 それらは渦殻の熱で輝くだけでなく、宇宙を横切って移動する「フレアリング」ビームに物質を導き、理解するのが難しいエネルギーで電磁放射を放出します.

科学者たちはついに、何十億年も前に私たちに届く驚異的な高エネルギー光を生成するメカニズムを発見しました。 ブラックホール粒子を驚異的な速度まで加速するジェット。

「これで40年越しの謎が解けた」 天文学者のヤニス・リウダキスは言う ESO（FINCA）と天文学のためのフィンランドセンター。 「ようやくパズルのピースがすべて揃い、彼らが描いた絵ははっきりしていました。」

宇宙のほとんどの銀河は、超大質量ブラック ホールの周りに作られています。 これらの気が遠くなるほど大きな天体は、銀河の中心に位置し、時にはほとんど何もしていません (例: アーチ a*、天の川の中心にあるブラック ホール) であり、時には過剰な働きをします。

この活動は累積資料で構成されています。 ブラックホールの周りの赤道円盤には巨大な雲が集まって、 排水口周りの水. ブラック ホールを取り囲む極端な空間での摩擦と重力の相互作用により、この物質は加熱され、さまざまな波長にわたって明るく輝きます。 これはブラックホールの光源の 1 つです。

もう 1 つは、爆発的に展開するもので、ブラック ホールの外側の極領域からディスクに垂直に放出される物質のツイン ジェットです。 これらのジェットは、円盤の内縁からの物質であると考えられており、ブラック ホールに向かって落下する代わりに、外側の磁力線に沿って極に向かって加速され、そこで速度に近い非常に高速で発射されます。光の。

銀河をプラザールとして分類するには、これらのジェットが観測者にほぼ直接向けられている必要があります。 これが地球上の私たちです。 粒子の激しい加速のおかげで、高エネルギーのガンマ線や X 線を含む電磁スペクトル全体の光で輝きます。

このジェットが粒子をこれほど高速に加速する正確な方法は、何十年もの間、巨大な宇宙論的疑問符でした。 しかし現在、Polarimetry Explorer (X-ray Imaging Explorer) と呼ばれる強力な新しい X 線望遠鏡があります。IXPE2021 年 12 月に打ち上げられた ) では、科学者がその謎を解く鍵を握っています。 これは、X 線の方向または偏光を検出する最初の宇宙望遠鏡です。

「このクラスのソースの最初のX線偏光測定により、電波から非常に高エネルギーのガンマ線まで、他の周波数の光を観測して開発されたモデルとの直接比較が初めて可能になりました。」 天文学者イマキュラータ・ドンナルマは言う イタリア宇宙庁。

IXPE に変換されました 最も明るい高エネルギー天体 私たちの空には、4億6000万光年離れたヘラクレス座に位置するMarkarian 501と呼ばれるプレザーがあります。 2022 年 3 月の 6 日間、この望遠鏡は Blazar 飛行機から放出された X 線光に関するデータを収集しました。

同時に、他の天文台は、電波から光学まで、他の波長範囲の光を測定していました。これは、以前はMarkarian 501で利用可能な唯一のデータでした.

チームはすぐに、X 線光の奇妙な違いに気付きました。 それらの配向は、低エネルギー波長よりも大幅に歪んだり、偏光したりしていました。 光は、無線周波数よりも偏光されていました。

ただし、偏光方向はすべての波長で同じであり、平面方向に揃えられています。 チームは、これが航空機の衝撃がジェットに沿って追加の加速を提供する衝撃波を生成するモデルと一致することを発見しました。 衝撃に近づくと、この加速度が最大になり、X 線が生成されます。 平面に沿って、粒子はエネルギーを失い、その結果、エネルギーの低い光が発生し、次に電波が放出され、偏光が少なくなります。

「衝撃波がその領域を横切ると、磁場が強くなり、粒子のエネルギーが増加します」 天文学者のアラン・マーチャーは言う ボストン大学出身。 「エネルギーは、衝撃波を生み出す物質の運動エネルギーから来ます。」

衝撃が発生する理由は明らかではありませんが、考えられるメカニズムの 1 つは、ジェット内の高速の物質が動きの遅い凝集体に追いつき、衝突を引き起こすことです。 将来の研究は、この仮説を確認するのに役立ちます。

ブレーザーは宇宙で最も強力な粒子加速器の 1 つであり、極端な物理学を理解するための最良の実験室の 1 つであるため、この研究はパズルの非常に重要なピースです。

今後の研究では、Markarian 501 を監視し続け、IXPE を他のブレーザーに照会して、同様の偏光を検出できるかどうかを確認します。

に発表された研究 自然天文学.