"Em 20 de abril, 2015, tivemos a notícia do satélite Fermi eo telescópio MAGIC observatório que eles tinham visto uma fonte muito ativa - um que estava ficando muito brilhantes em raios gama", disse Manel Errando, PhD, cientista de pesquisa em física no Arts & Sciences da Universidade de Washington em St. Louis. "Sabíamos que esta fonte de raios gama emitida baixa energia, mas desta vez nós detectamos os de alta energia que normalmente não torná-lo para a Terra," Errando acrescentou. "Este é o primeiro enigma: como é possível que os raios gama de altas energias tão fez a viagem todo o caminho a partir deste quasar muito distantes da Terra sem se perder na névoa de fótons visíveis no meio?
VERITAS é uma matriz telescópio no Arizona do sul que é sensível às próprias raios gama de alta energia, aqueles com milhares de milhões de vezes mais energia do que os fótons para que os nossos olhos são sensíveis.
Ao longo dos 10 dias seguintes, Veritas detectados raios gama de alta energia a partir desta fonte, conhecida como PKS 1441 + 25, incluindo alguns com energias de cerca de 200 GeV.
"A segunda quebra-cabeça foi a de que os raios gama de alta energia foram produzidas longe do buraco negro que poderes eles, não feche a ele, como seria de esperar", disse Errando.
Errando é autor correspondente em um papel sobre as observações de raios gama do alargamento que apareceu no The Astrophysical Journal Letters dezembro 15, 2015. É um dos vários lançamentos simultâneos, disse ele. "Todo mundo que tinha um telescópio estava olhando para PKS 1441 + 25, que era ativo em todos os comprimentos de onda", disse Errando.
"Ficamos surpresos ao detectar raios gama de alta energia," Errando disse, "porque eles não costumam passar por isso. É como ligar os seus altos-feixes em uma névoa."
Muito raios gama energéticas são facilmente derrubados pela luz visível, a luz de galáxias e estrelas que preenche o espaço intergaláctico, disse ele. Raios gama de energia mais baixa interagir principalmente com luz ultravioleta e de raios-X. Há muitas fontes de fótons visíveis - estrelas e galáxias - mas não como muitas fontes de raios-X que incomodam os raios gama de baixa energia.
A chegada de raios gama de alta energia permitiu aos astrônomos para definir um limite sobre a densidade do nevoeiro de fótons entre o quasar e da Terra, os fótons que devem tornar-se difícil para esses raios gama para se propagar.
Porque leva tempo a luz viajar, astronomia pode ser uma máquina do tempo; quanto mais longe a fonte, o mais para trás no tempo a luz foi emitida. A luz do PKS 1441 + 25 viajou pelo menos 7,6 bilhões de anos para chegar à Terra, ou mais da metade da idade do Universo.
A medição VERITAS fez validados modelos teóricos para o número e brilho das estrelas e das galáxias no universo que vão para trás no tempo 7,6 bilhões de anos, Errando disse, deixando pouco espaço para a descoberta de outras fontes que possam ser emissores de luz óptica.
Por exemplo, ele disse, muitas pessoas foram procurando o que são chamados de população III estrelas. Estrelas são por vezes descrito por seu teor de metais, que fornece uma medida aproximada da sua idade. Estrelas da população I condensados de gás semeada com elementos pesados formados em estrelas gigantes anteriores. População estrelas II formado em regiões onde não havia produção de antecessores heavy-elemento. População III estrelas, se existirem, seriam estrelas que se formaram ainda mais cedo, antes de as galáxias se formaram.
"O fato de que os raios gama passar significa que não há tanta neblina que você vá mais longe, e, portanto, qualquer população não-convencional de galáxias e estrelas primeiros não deve ser muito numerosos", disse Errando.
Enquanto VERITAS estava olhando para a emissão de raios gama do PKS 1441 + 25, o Observatório Rádio Vale Owens em Bishop, Califórnia., Estava olhando para a sua emissão de rádio. "Sempre que vemos as ondas de rádio, assumimos que eles estão vindo de longe do buraco negro", disse Errando. "Se eles são criados em um ambiente muito denso, eles são imediatamente absorvidos. Somente quando a densidade fica baixo o suficiente eles são capazes de propagar para o exterior. Portanto, Sabia que a emissão de rádio estava vindo de longe até a jato, bastante longe do buraco negro."
Além disso, disse ele, a emissão de rádio estava mudando um pouco, ficando mais brilhante e mais fraco. Todos os quasares emitem a frequências de rádio, mas geralmente esta emissão é estável; o fluxo de rádio não muda muito.
Além do mais, as flutuações na emissão de raios gama foram sincronizadas com as da emissão de rádio. "A explicação mais provável para a sincronização," disse, "é que as ondas de rádio, raios gama foram emitidos a partir da mesma região do jacto.
"Isso me surpreendeu", disse Errando. "O buraco negro central é o elemento mais enérgica em todo este sistema, de modo que você esperaria estes very- raios gama de alta energia para ser produzido próximo a ele. Em vez disso, eles foram emitidos cerca de quatro anos-luz de distância, mais ou menos a distância da Terra para a estrela mais próxima. "Se o buraco negro eram tão grandes como uma sala de aula da universidade", disse ele, "os raios gama seria emitida no Alasca.
Ele disse que um mecanismo que poderia explicar isso é choques. "Quando o vento de partículas flui para fora do buraco negro, ela bate em um ambiente que não está se movendo, criando ondas de choque", disse Errando. "É provavelmente essas ondas de choque que estão produzindo raios gama tão longe do buraco negro.
"Isso nos diz que os choques nos ventos de partículas são, provavelmente, muito mais eficiente do que pensávamos, porque eles são capazes de transportar energia do buraco negro de grandes distâncias e ainda acelerar partículas com estas energias insano", disse ele.
"PKS 1441 + 25 é o primeiro quasar em que temos visto esta separação", disse ele. "Se é comum, isso pode significar que os quasares como um grupo dar uma contribuição maior para a potência total radiação de alta energia no universo, porque eles estão produzindo raios gama e partículas energéticas que são capazes de escapar para o espaço.
"Em qualquer caso, é apenas espetacular que algo tão pequeno quanto um buraco negro pode dirigir o transporte de energia a distâncias tão grandes", disse Errando.
O Galaxy diário via Washington University / St Louis
Crédito da imagem: wikipedia / commons
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