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
Поделили Москву на «зоны влияния»: генетики рассказали, как живут крысиные «народы» столицы
Почему московские грызуны оказались «неуязвимыми мутантами» и зачем им реки для жизни?...
Куда делась атомная бомба Гитлера? Физики увидели то, что упустили историки
Ученые подчеркивают: многие из громких мифов 1940-е годов, скорее всего, не выдержат проверки реальными фактами...
Самая известная мумия Южной Америки снова «заговорила»: последние ее месяцы были очень мрачными
Археологи говорят: именно на этой жестокой практике держалась вся империя инков...
В морском льду Антарктиды протаяла дыра площадью с Португалию. Теперь ученые знают, почему
Эксперты говорят: сбой ледового ритма опасен для Мирового океана и планеты в целом...
Что будет с Азовским морем? Российские ученые просчитали четыре варианта развития событий
Исследователи объяснили, почему при любом раскладе море не будет прежним. Но каким тогда?...
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...
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...
Он помогал нести крест Христу: надпись на саркофаге проливает свет на библейского персонажа
2000-летний гроб был найден еще 1941 году, но ученые до сих пор не пришли к какому-то общему мнению. Почему?...
40 000-летний подводный город нашли в Турции: почему официальная наука против такой даты?
Интересно, что древний объект находится недалеко от горы Арарат, где прямо сейчас ищут легендарный Ноев ковчег...
За 320 миллионов лет Земля как минимум 4 раза опрокидывалась набок
Поразительное, но такое заваливание идет прямо сейчас. И геологи рассказали, как и почему это происходит...
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...
Кита лечили тем, от чего обычно умирают: этот эксперимент изменил медицину
Одиннадцатилетняя белуха угасала от неизлечимой болезни, и тогда ученые пошли на рискованные опыты...
Таинственные пещерные иероглифы в Мексике раскрывают давно потерянную письменность
Оказалось, что разгадки лучше всего искать не в городах, а на склонах гор в глуши...
Искусственная гравитация: ученые рассказали, появится ли вообще главная фишка из фантастических фильмов в космосе
Космические инженеры знают три способа обмануть невесомость. Но пока рабочий из них только один, да и то есть нюансы...
Раскрыта 217-летняя тайна: искусственный интеллект взломал зашифрованное письмо Наполеона
Нейросети последних лет — это реальный прорыв: только за несколько недель было вскрыто более 30 безнадежных шифров...