Astrônomos estudando as propriedades de jatos de buracos negros em comparação 54 explosões de raios gama com 234 galáxias ativas classificadas como blazars e quasares.Surpreendentemente, a potência e brilho dos jactos de semelhanças impressionantes, apesar de uma grande variedade de preto furo idade, massa e ambiente. Independentemente dessas diferenças, os jatos produzir luz batendo em percentagens semelhantes de a energia cinética de partículas que se deslocam ao longo do jato, o que sugere uma causa subjacente física comum.
Um novo estudo utilizando dados da NASA, o satélite Swift e Telescópio Espacial Fermi Gamma-raymostra que os jatos de alta velocidade lançados a partir de ativos buracos negros possuem semelhanças fundamentais, independentemente da idade, massa ou ambiente. O resultado fornece uma pista tentadora comuns que processos físicos estão no trabalho. A descoberta simplifica o entendimento astrônomos de buracos negros, mostrando que a sua actividade é regida pelo mesmo conjunto de regras, tudo o que acontecer de ser independente de massa, a idade, ou o brilho do jato e do poder. Os jatos de tocar em semelhante frações, entre 3 e 15 por cento da energia envolvida com o movimento de suas partículas aceleradas ao poder a emissão de raios gama e outras formas de luz.
"O que estamos vendo é que uma vez que qualquer buraco negro produz um jato, a mesma fração fixa de energia gera a luz de raios gama observamos com Fermi e Swift," disse o pesquisador Rodrigo Nemmen, um Programa de Pós-Doutorado NASA (NPP) bolseiro na NASA Goddard Space Flight Center em Greenbelt, Maryland gás caindo em direção a um buraco negro espirais internas e pilhas-se em um disco de acreção, onde se torna comprimida e aquecida. Perto da borda interna do disco, no limiar de eventos do buraco negro horizonte o ponto de não-retorno algum do material torna-se acelerado e corridas exteriores como um par de jatos fluindo em direções opostas ao longo do eixo do buraco negro da rodada. Estes jatos contêm partículas que se movem quase na velocidade da luz, que produzem raios gama-a forma mais extrema de luz, quando eles interagem.
"Nós não entendemos completamente como esse processo de aceleração ocorre, mas em galáxias ativas vemos jatos que têm operado tanto tempo que eles produziram trilhas de gás que se estende milhões de anos-luz", disse Sylvain Guiriec, um companheiro NPP em Goddard e co-autor do estudo, que foi publicado no 14 de dezembro da revista Science.
No outro extremo da escala estão explosões de raios gama (GRBs), as explosões mais poderosas do universo. Os astrônomos acreditam que o tipo mais comum de GRB anuncia a morte de uma estrela maciça e do nascimento de um buraco negro de massa estelar. Quando o núcleo da estrela de produção de energia é executado através de sua loja de combustível, entra em colapso e forma um buraco negro. Como cascata da estrela camadas sobrepostas dentro, um disco de acreção formas eo buraco negro lança um jato. As partículas em alguns jactos OOG foram cronometrados a velocidades superiores a 99,9 por cento da velocidade da luz. Quando o jato de violações de superfície da estrela, que produz um pulso de raios gama tipicamente com duração de alguns segundos. Satélites como Swift e Fermi pode detectar esta emissão se o jato é direcionado para cerca de nós.
Para procurar uma tendência através de uma ampla gama de massas, os cientistas analisaram o equivalente galáctico escala de jatos da OOG. Estes vêm das mais brilhantes classes de galáxias ativas, quasares e blazares, jatos esporte que que assim acontecem para apontar o caminho. Para coincidir com a quantidade de energia emitida por uma blazar típico em um segundo, o sol deve brilhar por 317.000 anos. Para igualar a energia de um run-of-the-mill GRB põe para fora em um segundo, o sol precisa brilhar por mais 3 bilhões de anos. Em última análise, a equipe examinou 54 GRBs e 234 blazares e quasares.
O brilho de raios gama obtidos com Fermi, observatórios Swift e outros disse aos cientistas a quantidade de luz a irradiar jatos. Observações de rádio e de raios X permitiram determinar o poder da aceleração de partículas em cada jacto. Analisando como estas duas propriedades relacionadas umas com as outras, os investigadores descobriram que as amostras de OOG e blazar ambos exibiram a mesma relação.
"Aqui nós temos uma situação em que o mecanismo que lança material de um buraco negro ou tem que ser muito semelhante em ambas as extremidades da massa escala a partir de um a alguns bilhões de massas solares ou-Precisamos de mecanismos diferentes que conseguem produzir muito semelhante eficiência ", explicou o co-autor Eileen Meyer, pesquisador de pós-doutorado no Space Telescope Science Institute em Baltimore.
"É um pouco como um homem pobre e um bilionário gastar o mesmo percentual de seus rendimentos em suas contas de aquecimento", disse o membro da equipa Markos Georganopoulos, professor associado de física na Universidade de Maryland, Baltimore County . Os autores esperam estender a pesquisa para outras buraco negro movidos a eventos que os jatos de lançamento, como a interrupção de maré de estrelas por buracos negros supermassivos.
"Um resultado especialmente útil desta pesquisa será promover uma maior comunicação entre os astrônomos que estudam GRBs e aqueles que trabalham em galáxias ativas, que no passado nós tendiam a considerar como áreas separadas de estudo", disse o co-autor Neil Gehrels , o investigador principal no Swift da NASA.
Para mais informações: www.sciencemag.org/content/338/6113/1445.abstract referência Jornal: Ciência
O Galaxy Diário via NASA Goddard Space Flight Center
Crédito da imagem: NASA Goddard Space Flight Center da NASA e / JPL-Caltech
Nenhum comentário:
Postar um comentário