Существующая парадигма ускорения частиц под угрозой: черная дыра вызвала удивление не только у астрономов
Не так давно было обнаружено, что струи черных дыр излучают рентгеновское излучение, и до сих пор неизвестно, как они ускоряют частицы до такого высокоэнергетического состояния. Одна из самых популярных моделей того, как струи производят рентгеновское излучение, предсказывает, что излучение будет оставаться постоянным в течение очень долгого времени (миллионы лет). Хотя новое исследование, похоже, опровергает эту теорию.
Струи черных дыр — это мощные потоки плазмы, которые выбрасываются с полюсов черных дыр в пространство. Черные дыры — это космические объекты, которые образуются при сжатии массивных тел под действием гравитации. Излучение черной дыры не может покинуть ее границу — горизонт событий. Однако в процессе поглощения вещества из окружающей среды черная дыра может формировать струи, которые достигают огромных скоростей и расстояний.
Струи черных дыр излучают в разных диапазонах электромагнитного спектра, в том числе в рентгеновском. Это излучение можно обнаружить с помощью специальных телескопов, таких как рентгеновская обсерватория Chandra. Изучение струй помогает узнать больше о природе черных дыр и их взаимодействии с окружающей средой.
Существует несколько моделей, которые пытаются объяснить, как струи черных дыр могут генерировать рентгеновские лучи. Одна из самых популярных — это модель обратного комптоновского рассеяния космического микроволнового фона (IC/CMB). Согласно этой модели, рентгеновские лучи возникают, когда низкоэнергетические электроны в струе переносят свою энергию на фотоны космического микроволнового фона, который заполняет Вселенную.
Эта модель предполагает, что струи сохраняют свою скорость и направление на больших расстояниях от черной дыры и что рентгеновское излучение струй остается постоянным в течение миллионов лет. Однако новое исследование астрономов из Университета Мэриленда (США) опровергает эту гипотезу.
Астрономы проанализировали данные рентгеновской обсерватории Chandra за 20 лет наблюдений. Они изучили 53 струи черных дыр в разных галактиках и обнаружили, что 18 из них меняли свою яркость в рентгеновском диапазоне за несколько лет или даже месяцев. Это означает, что процесс ускорения частиц в струях не происходит только в центре галактики, у самой черной дыры, а продолжается по всей их длине.
— Эйлин Мейер, астроном из Университета Мэриленда, округ Балтимор.
Струи, расположенные ближе к Земле, демонстрируют более высокую изменчивость, чем те, которые расположены на больших расстояниях. Эти последние объекты находятся так далеко, что, когда их свет попадает в телескоп, создается впечатление, что вы смотрите назад во времени. Почему старые струи менее изменчивы. Исследователи полагают, что ранее в истории Вселенной она была меньше, а окружающее излучение было выше, что, возможно, увеличило стабильность рентгеновских лучей в струях.
Авторы исследования предложили другую модель для объяснения рентгеновского излучения струй — синхротронную. Согласно этой модели, рентгеновские лучи порождаются высокоэнергетическими электронами в магнитном поле струй. Эти электроны могут ускоряться в результате перезамыкания магнитных силовых линий в струе или других неизвестных механизмов.
Это открытие бросает вызов принятой теории и открывает новые возможности для изучения струй черных дыр и их свойств.
Что такое струи черных дыр?
Струи черных дыр — это мощные потоки плазмы, которые выбрасываются с полюсов черных дыр в пространство. Черные дыры — это космические объекты, которые образуются при сжатии массивных тел под действием гравитации. Излучение черной дыры не может покинуть ее границу — горизонт событий. Однако в процессе поглощения вещества из окружающей среды черная дыра может формировать струи, которые достигают огромных скоростей и расстояний.
Струи черных дыр излучают в разных диапазонах электромагнитного спектра, в том числе в рентгеновском. Это излучение можно обнаружить с помощью специальных телескопов, таких как рентгеновская обсерватория Chandra. Изучение струй помогает узнать больше о природе черных дыр и их взаимодействии с окружающей средой.
Как струи черных дыр производят рентгеновские лучи?
Существует несколько моделей, которые пытаются объяснить, как струи черных дыр могут генерировать рентгеновские лучи. Одна из самых популярных — это модель обратного комптоновского рассеяния космического микроволнового фона (IC/CMB). Согласно этой модели, рентгеновские лучи возникают, когда низкоэнергетические электроны в струе переносят свою энергию на фотоны космического микроволнового фона, который заполняет Вселенную.
Эта модель предполагает, что струи сохраняют свою скорость и направление на больших расстояниях от черной дыры и что рентгеновское излучение струй остается постоянным в течение миллионов лет. Однако новое исследование астрономов из Университета Мэриленда (США) опровергает эту гипотезу.
Что нового выяснили астрономы?
Астрономы проанализировали данные рентгеновской обсерватории Chandra за 20 лет наблюдений. Они изучили 53 струи черных дыр в разных галактиках и обнаружили, что 18 из них меняли свою яркость в рентгеновском диапазоне за несколько лет или даже месяцев. Это означает, что процесс ускорения частиц в струях не происходит только в центре галактики, у самой черной дыры, а продолжается по всей их длине.
Обнаружение относительно частой изменчивости в таких коротких временных масштабах — революция в контексте этих струй, потому что это для нас оказалось полной неожиданностью
— Эйлин Мейер, астроном из Университета Мэриленда, округ Балтимор.
Струи, расположенные ближе к Земле, демонстрируют более высокую изменчивость, чем те, которые расположены на больших расстояниях. Эти последние объекты находятся так далеко, что, когда их свет попадает в телескоп, создается впечатление, что вы смотрите назад во времени. Почему старые струи менее изменчивы. Исследователи полагают, что ранее в истории Вселенной она была меньше, а окружающее излучение было выше, что, возможно, увеличило стабильность рентгеновских лучей в струях.
Авторы исследования предложили другую модель для объяснения рентгеновского излучения струй — синхротронную. Согласно этой модели, рентгеновские лучи порождаются высокоэнергетическими электронами в магнитном поле струй. Эти электроны могут ускоряться в результате перезамыкания магнитных силовых линий в струе или других неизвестных механизмов.
Это открытие бросает вызов принятой теории и открывает новые возможности для изучения струй черных дыр и их свойств.
Наши новостные каналы
Подписывайтесь и будьте в курсе свежих новостей и важнейших событиях дня.
Рекомендуем для вас
3700-летний вирус, спрятанный в средневековых книгах, только что убил 500 тысяч животных
Сколько еще патогенов дремлет в библиотечных хранилищах Европы и России, точно не скажет ни один ученый...
«Этого не должно происходить»: что ученые нашли в облаках Венеры
Там возможны абсолютно другие, просто невероятные формы жизни. И эксперименты это доказали...
Молилась и убивала: какой диагноз ставят Салтычихе психиатры и психологи?
Ученые говорят: феномен жестокости самой страшной помещицы России разгадан, но......
Супервспышка-1947: тогда Земля избежала триллиона бомб. Но успокоилось ли Солнце?
Астрофизики говорят, что нам очень повезло со звездой. Но шансы на глобальную катастрофу все-таки есть...
Поделили Москву на «зоны влияния»: генетики рассказали, как живут крысиные «народы» столицы
Почему московские грызуны оказались «неуязвимыми мутантами» и зачем им реки для жизни?...
Карта 1587 года и Ноев ковчег: почему место совпало с раскопками на Арарате?
Длина «судна», кстати, тоже совпала, и это не может не настораживать...
«Выстрел» прямо в Землю: астрономы обнаружили черную дыру, выбрасывающую струю в сторону нашей планеты
Ученые рассказали, как это поможет разгадать важную космическую тайну...
Камчатка 1000 лет назад: археологи заглянули в исчезнувший мир из космоса
Предков этих людей изгнало мощное извержение вулкана, но через столетия они вернулись в родные земли...
Жизнь за пределами Земли: что рассказала ученым межзвездная комета 3I/ATLAS?
Объект настолько древний, что его возраст крайне сложно представить. И это не единственная загадка пришельца из глубокого космоса...
Нашли тайную комнату в гробнице Тутанхамона: почему там может быть Нефертити?
Если гипотеза подтвердится, это будет крупнейшее археологическое открытие современной эпохи...
Астрономы поймали сигнал из космоса: пришельцы или помеха?
И почему главная проблема в том, что мы мастерски сами себе мешаем за пределами Земли?...
928 разбросанных костей в Гёбекли-Тепе: спустя 30 лет раскопок тайна древнейшего храма наконец-то раскрыта
Однако археологи признаются: от открытия им проще не стало. Напротив, все еще больше запуталось...
Черная смерть — двигатель прогресса: как эпидемия чумы в корне поменяла ход истории в Европе
Неожиданно: книгопечатание, отмена крепостного права, раскол западного христианства — это лишь немногие последствия пандемии...
Тихий океан стал вести странно: молодая вода быстро стареет, а старая, наоборот, молодеет. В чем причина?
Особенно страдает северная часть океана. Но и есть хорошая новость...
Не хуже Тутанхамона: почему сокровища забытых цариц из Ассирии поразили ученых?
Особенно загадочной оказалось гробница II, причем ее тайна до конца не раскрыта и по сей день...
Таинственные пещерные иероглифы в Мексике раскрывают давно потерянную письменность
Оказалось, что разгадки лучше всего искать не в городах, а на склонах гор в глуши...