Noi, oamenii, făpturi firave, gândim că putem accelera particule? Uitați cât de mândri suntem de LHC – Large Hadron Collider. Dar, orice accelerator de particule am construi, acesta va păli în fața Quasarilor, acceleratoarele campioane ale naturii. Acele chestii sunt niște bestii.
Termenul de quasar este o contracție – deși una stângace – de la ”sursă radio cvasi-stelară”. Atunci când au fost descoperite în anii 1950, necunoscuta se datora emisiilor radio inexplicabile. În imagini, acestea erau doar niște puncte de lumină, precum stelele. Așa încât au fost etichetate drept surse radio cvasi-stelare.
Un quasar este, de fapt, un nucleu galactic activ (AGN) și încă unul extrem de luminos.
Un AGN este o regiune centrală aglomerată și compactă a unei galaxii. Luminozitatea intensă ce radiază de la un AGN nu este lumină stelară, așa cum arată cercetările, ci este cu totul altceva.
Majoritatea galaxiilor mari, dacă nu chiar toate, au în centrul lor o gaură neagră super-masivă (SMBH). În jurul acelor găuri negre, se află în rotație un disc de acumulare a materialului, angrenat de puternica atracție gravitațională a găurii negre. Materialul din acest disc este accelerat către viteze relativiste iar, pe măsură ce se înfierbântă, începe să strălucească.
AGN-urile sunt obiectele luminoase cele mai persistente pe care le cunoaștem. Iar cuasarii sunt cele mai puternice AGN-uri. Astronomii au observat radiația electromagnetică intensă a quasarilor pe întregul spectru, de la unde radio la raze gamma.
Un studiu nou a vizat energia recepționată de la quasari. Cercetătorii s-au concentrat asupra celor mai înalte emisii energetice – razele gamma – și au găsit că sursa emisiilor lor nu este restrânsă doar la regiunea centrală și discul de acumulare aflat acolo. În loc de asta, emisiile de raze gamma provin, de asemenea, de la jeturi de plasmă cu o lungime de ani lumină și se extind dincolo de regiunea centrală.
Titlul acestui nou studiu este ”Rezolvarea accelerației la energii foarte înalte de-a lungul jetului Centaurus A”, studiu realizat în cadrul Colaborării HESS, de un grup de 200 cercetători din 13 țări. Studiul a fost publicat în Jurnalul ”Nature”.
Centaurus A, numită și NGC 5128, este cea mai apropiată galaxie radio de noi, astfel că AGN-ul său a fost studiat în profunzime. Este, de asemenea, foarte strălucitoare, astfel că este vizată deseori și de către astronomii amatori. Detaliile structurii sale sunt destul de bine cunoscute. Însă, rezultatele acestui nou studiu conduc la întrebări noi privind înțelegerea noastră asupra quasarilor.
Razele gamma sunt compuse din fotoni cu energie extrem de înaltă. Observarea acestora este cheia studiului celor mai energetice chestii din Univers, precum quasarii.
HESS vine de la High Energy Stereoscopic System. Este o rețea de antene în Namibia care studiază astrofizica razelor gamma de energie foarte înaltă (VHE). Pentru acest studiu, cercetătorii HESS au petrecut peste 200 ore observând Centaurus A la rezoluție înaltă. Cercetătorii au reușit atât să studieze traiectoria jeturilor de plasmă, cât și să identifice sursa radiației de energie înaltă.
Ei au descoperit că radiațiile gamma nu provin doar din regiunea centrală a galaxiei, adică zona discului de acumulare de material din proximitatea găurii negre, ci – de asemenea – de la jeturi. Iar aceste jeturi se extind pe distanțe de mii de ani lumină. Ceea ce înseamnă că accelerarea de particule nu se limitează la discul de acreție al unui cuasar, ci jeturile însele acționează ca acceleratoare de particule, având lungimi de ani lumină, iar aceste jeturi și radiația lor energetică puternică ar putea reprezenta sursa unei cantități importante de raze gamma de fundal din Univers.
Există multe galaxii radio în Univers. Dacă cercetări viitoare vor arăta că alți quasari emit de asemenea radiație gamma în relație cu jeturile relativiste de mii de ani lumină lungime, atunci asta va conduce spre o explicare a radiației gamma de fundal din Univers.
HESS este actualmente cel mai sensibil observator de raze gamma de pe Terra. Dar, în curând, Rețeaua Telescopului Cherenkov (CTA) va deveni complet operațională, iar această facilitate va permite observații chiar mai detaliate asupra lui Centaurus A și a altor quasari.
În mod obișnuit, razele gamma nu sunt observabile de pe Terra și depinde de observatoarele spațiale precum Telescopul Spațial Germi în raze X pentru a le identifica. Dar HESS și Rețeaua CTA au o abordare diferită.
Atât HESS cât și Rețeaua Telescopului Cherenkov măsoară fenomenul radiației Cherenkov. Atunci când razele gamma de energie înaltă lovesc atmosfera terestră, ele produc uneori perechi electron/pozitron cu viteze extrem de mari. Acele particule emit ceea ce este numit radiația Cherenkov dacă velocitatea lor este mai mare decât lumina în mediul din atmosferă.
Sursa: UniverseToday; By Evan Gough; Traducere și adaptare: Crișan Petru Ciprian
