Gorąca materia nie zawsze skazana jest na zniszczenie
W toku obserwacji promieniowania gamma prowadzonych w ramach projektu Integral Europejskiej Agencji Kosmicznej (ESA) wykryto niedawno super gorącą materię zaledwie na milisekundy przed jej zniknięciem w czarnej dziurze. Czy uległa zniszczeniu? Astronomowie są przekonani, że część materii może salwować się wielką ucieczką. Eksperci twierdzą, że przebywanie w pobliżu czarnej dziury każdemu działałoby na nerwy. Cząstek i promieniowania jest w kosmosie pod dostatkiem, a ogromne burze cząstek ulegają zniszczeniu niemal z prędkością światła. Efektem tego jest wzrost temperatury o miliony stopni. W normalnych warunkach cząstki pokonują ostatnią odległość w zaledwie milisekundę. Ale niewielka ich część może tak naprawdę być w stanie "uratować się". Nowe obserwacje przeprowadzone w ramach projektu Integral umożliwiły naukowcom ustalenie, że ten bezładny region jest poprzetykany polami magnetycznymi. Po raz pierwszy astronomom udało się zidentyfikować pola magnetyczne w sąsiedztwie czarnej dziury. Partnerzy projektu Integral wykazali, że są to wysoce ustrukturyzowane pola magnetyczne, tworzące tunel ucieczki dla niektórych cząstek przeznaczonych na niemal już pewne unicestwienie. Philippe Laurent z Centre d'Etudes Nucléaires de Saclay (CEA Saclay) we Francji wraz z kolegami dokonał tego odkrycia badając pobliską czarną dziurę, Łabędź X-1, która wyrywa kolejne kawałki z towarzyszącej jej gwiazdy i żywi się jej gazem. Prace naukowców pokazują, że pole magnetyczne jest tak silne, iż jest w stanie wyrwać cząstki spod kontroli grawitacyjnej czarnej dziury i kierować je na zewnątrz. W ten sposób strumienie materii zostają ostatecznie wyrzucane w kosmos. Naukowcy twierdzą, że cząstki w tych strumieniach są wciągane w spiralne trajektorie w czasie uwalniania się z pola magnetycznego. Ma to wpływ na właściwości światła ich promieniowania gamma, co eksperci nazywają polaryzacją. Promieniowanie gamma jest identyfikowane jako fala, której orientacja określana jest jako jej polaryzacja. Szybkie cząstki poruszające się ruchem spiralnym w polu magnetycznym generują pewnego rodzaju światło zwane przez astronomów "emisją synchrotronową" o charakterystycznym schemacie polaryzacji. To właśnie tę polaryzację naukowcy odkryli w promieniowaniu gamma. A to nie lada wyczyn. "Musieliśmy wykorzystać niemal wszystkie obserwacje Łabędzia X-1, jakie kiedykolwiek zostały przeprowadzone w toku projektu Integral, aby dokonać tego odkrycia" - mówi dr Laurent. Regularne obserwacje czarnej dziury prowadzone przez okres 7 lat dały w sumie ponad 5 mln sekund czasu obserwacji, co można porównać do robienia zdjęcia z czasem ekspozycji wynoszącym ponad 2 miesiące. Zespół zebrał je wszystkie razem, aby uzyskać taką ekspozycję. "Nadal nie wiemy dokładnie, w jaki sposób wpadająca materia zamienia się w strumienie. Stanowi to przedmiot poważnej debaty między teoretykami, a te obserwacje pomogą im wypracować swoją opinię" - wyjaśnia dr Laurent. Wcześniej naukowcy rozpoznawali strumienie wokół czarnych dziur za pomocą radioteleskopów. Jednak nie były one w stanie przyjrzeć się czarnym dziurom na tyle szczegółowo, aby ustalić, w jakiej odległości od czarnej dziury powstają strumienie. I to właśnie stanowi wyróżnik ostatnich badań. "Odkrycie spolaryzowanej emisji ze strumienia czarnej dziury jest jedynym w swoim rodzaju osiągnięciem, które dowodzi, że projekt Integral, zajmujący się pasmem wysokoenergetycznym w szerokim spektrum misji naukowych ESA, stale dostarcza kluczowych wyników po ponad ośmiu latach od swojego uruchomienia" - zauważa Christoph Winkler, naukowiec z ESA pracujący nad projektem Integral.Więcej informacji: Europejska Agencja Kosmiczna (ESA): http://www.esa.int/esaCP/index.html Centre d'Etudes Nucléaires de Saclay: http://www.cea.fr/le_cea/les_centres_cea/saclay
Kraje
Francja