Strona główna Aktualności
Kosmos

Czarna dziura w sercu galaktyki daje cząstkom astronomicznego kopa

18.03.2016 Astronomia, Kosmos
Artwork of an active galactic nucleus, or AGN. Many, perhaps most large galaxies, are thought to harbour supermassive black holes in their central regions. These enormous gravitational powerhouses can weigh anything from a few hundred thousand to several billion times the mass of a normal star. In some galaxies, such as our own Milky Way, these black holes may be dormant. But in active galaxies such as quasars and Seyfert galaxies, those with unusually bright central regions, the black hole is probably feeding off a vast accretion disc - a donut-shaped gas cloud. The gas in the disc spirals around and is heated to extremely high temperatures by friction, before falling into the hole. In some cases, magnetic fields thread the disc, and lead to the formation of beams of charged particles, which are expelled at great velocities, approaching light speed, along the rotation axis.

Artystyczna wizja procesu emisji promieniowania gamma z wielkiego obłoku molekularnego otaczającego centrum Galaktyki bombardowanego przez wysokoenergetyczne protony pochodzące z okolic centralnej czarnej dziury. Autor: Dr Mark A. Garlick/ HESS Collaboration

Czarna dziura w samym centrum naszej galaktyki działa jak supersilny kosmiczny akcelerator. Za jej sprawą cząstki zyskują ogromne energie i w otaczającej przestrzeni kosmicznej wytwarzają promieniowanie gamma, które dociera potem do Ziemi. Wyjątkowe cechy tego promieniowania odkryli m.in. badacze z Polski.

Wyniki międzynarodowych badań, w których brali udział badacze z 12 krajów, w tym naukowcy z 5 polskich ośrodków, opublikowano w prestiżowym tygodniku "Nature".

 

"W samym centrum naszej galaktyki znajduje się masywna czarna dziura, która ma masę czterech milionów mas Słońca. A my zaobserwowaliśmy, że z tamtych obszarów dociera do nas promieniowanie gamma wysokich energii" - wyjaśnia w rozmowie z PAP uczestnik badań prof. Michał Ostrowski z Obserwatorium Astronomicznego Uniwersytetu Jagiellońskiego.

 

Analiza tego promieniowania pokazała, że czarna dziura - o nazwie Sgr A* - może przyspieszać cząstki promieniowania kosmicznego do energii sto razy większych niż te osiągnięte w największym naziemnym akceleratorze cząstek - Wielkim Zderzaczu Hadronów w CERN.

 

ALEŻ TA CZARNA DZIURA ŚWIECI!

 

"Wbrew temu, co by się powszechnie wydawało, czarne dziury są obiektami, które we wszechświecie... najmocniej świecą!" - zwraca uwagę prof. Ostrowski. Zaznacza jednak, że promieniowanie powstaje z materii w okolicy czarnej dziury - która dopiero jest w trakcie spadania, a nie z materii, która już do czarnej dziury wpadła (z wnętrza czarnej dziury światło już nie ucieknie). "Za sprawą silnej grawitacji kilogram materii, która spada na czarną dziurę, może wydzielić dużo więcej energii niż kilogram materii w bombie termojądrowej" - porównuje astronom.

 

ZAWIŁE DROGI CZĄSTEK

 

Przyspieszane w pobliżu czarnej dziury cząstki takie jak protony, elektrony i jądra atomowe nie docierają jednak do Ziemi bezpośrednio. To byłoby zbyt proste! Ich tor lotu odchylany jest przez międzygwiazdowe pole magnetyczne. Najczęściej więc trafiają na naszą planetę (tworząc tzw. promieniowanie kosmiczne) z innego kierunku niż ich źródło. Trudno więc stwierdzić, skąd pochodzą.

 

Na szczęście jednak czasem cząstki w pobliżu swojego kosmicznego akceleratora zderzają się z gazem międzygwiazdowym i wzbudzają fale elektromagnetyczne - promieniowanie gamma, które już bez większych przeszkód dociera do Ziemi. Gdy promień gamma o bardzo wysokiej energii wpada do atmosfery, tworzy w niej kaskadę cząstek wtórnych, elektronów i pozytonów, które emitują tzw. promieniowanie Czerenkowa.

 

CZARNA DZIURA OBSERWOWANA Z CZARNEGO LĄDU

 

Takich ultrakrótkich - trwających nanosekundy - błysków światła w ziemskiej atmosferze poszukuje się m.in. w Obserwatorium H.E.S.S. (High Energy Stereoscopic System) w Namibii. Ośrodek prowadzą naukowcy z 12 krajów, w tym Polacy. Prof. Ostrowski wyjaśnia, że z tego obserwatorium na południowej półkuli naszego globu najlepiej widać centrum galaktyki, w którym znajduje się badana czarna dziura. A to właśnie z tego kierunku docierało promieniowanie gamma opisane w "Nature". Z badań wynikło, że Sgr A* jest najprawdopodobniej miejscem przyspieszenia protonów do energii rzędu petaelektronowoltów (PeV). PeV odpowiada energii milion miliardów razy większej niż energia promieniowania widzialnego. Dla porównania w LHC cząstki zderzają się z maksymalną energią 0,013 PeV (13 TeV).

 

"Nasze badania pozwalają zrozumieć nieznane wcześniej aspekty związane z działaniem akceleratorów cząstek w obiektach kosmicznych. Badając takie procesy możemy zobaczyć, w jakich obiektach działa mechanizm akceleracji cząstek i odkryć naturę zachodzących tam procesów fizycznych" - podsumowuje naukowiec.

 

Rolę koordynatora projektu H.E.S.S. w Polsce pełni Centrum Astronomiczne im. Mikołaja Kopernika PAN w Warszawie. W skład polskiego konsorcjum wchodzą ponadto: Uniwersytet Jagielloński w Krakowie, Instytut Fizyki Jądrowej PAN w Krakowie, Uniwersytet Warszawski i Uniwersytet Mikołaja Kopernika w Toruniu.

 

PAP - Nauka w Polsce, Ludwika Tomala

 

lt/ ula/

Podziel się
Ocena: 0 głosów

Logowanie



Nie pamiętam hasła

Rejestracja

Komentarze: 0
Skomentuj Zobacz wszystkie  

Uwaga Redakcje!

Wszelkie materiały PAP (w szczególności depesze, zdjęcia, grafiki, pliki video) zamieszczone w serwisie "Nauka w Polsce" chronione są przepisami ustawy z dnia 4 lutego 1994 r. o prawie autorskim i prawach pokrewnych oraz ustawy z dnia 27 lipca 2001 r. o ochronie baz danych.

 

PAP S.A. zezwala na bezpłatny przedruk artykułów z Serwisu Nauka w Polsce pod warunkiem mailowego poinformowania nas raz w miesiącu o fakcie korzystania z serwisu oraz podania źródła artykułu. W portalach i serwisach internetowych prosimy o zamieszczenie podlinkowanego adresu: Źródło: www.naukawpolsce.pap.pl a w czasopismach adnotacji: Źródło: Serwis Nauka w Polsce - www.naukawpolsce.pap.pl. W przypadku portali społecznościowych prosimy o umieszczenie jedynie tytułu i leadu naszej depeszy z linkiem prowadzącym do treści artykułu na naszej stronie, podobnie jak to jest na naszym profilu facebookowym. 

 

Powyższe zezwolenie nie dotyczy: informacji z kategorii "Świat" oraz wszelkich fotografii i materiałów video.

 

Informacje tekstowe z kategorii "Świat" można pozyskać odpłatnie abonując Serwis Nauka i Zdrowie PAP. Serwis ten zawiera ponadto wiele innych najnowszych doniesień naukowych z zagranicy oraz materiałów dotyczących szeroko rozumianej problematyki zdrowotnej. 

 

Informacje na temat warunków umowy można uzyskać w Dziale Sprzedaży i Obsługi Klienta PAP, tel.: (+48 22) 509 22 25, e-mail:  pap@pap.pl

 

Informacje o przedruku artykułów z Serwisu Nauka w Polsce, prośby o patronaty medialne, informacje o prowadzonych badaniach, organizowanych konferencjach itd., prosimy przesyłać na adres: naukawpolsce@pap.pl

 

 

Najpopularniejsze materiały

więcej

Książka

Polskie tłumaczenie jednego z najważniejszych źródeł o historii Egiptu Polskie tłumaczenie jednego z najważniejszych źródeł o historii Egiptu

Do odczytania hieroglifów w 1822 r. jego zapiski stanowiły jedno z najważniejszych źródeł na temat historii faraonów Egiptu. Ukazało się pierwsze polskie tłumaczenie tekstów pozostawionych przez Manethona - kapłana egipskiego, który żył ponad 2 tys. lat temu.

Więcej

Myśl na dziś

Jeśli starszawy, uznany naukowiec mówi, że coś jest możliwe, niemal z pewnością ma rację, lecz jeśli mówi, że to jest niemożliwe, najprawdopodobniej się myli.
Arthur Charles Clarke

Nasz blog

Rektorzy, naukowcy! Doceńcie rolę popularyzacji! Rektorzy, naukowcy! Doceńcie rolę popularyzacji!

Rola komunikacji naukowej na polskich uczelniach wciąż nie jest dostatecznie doceniona. Ani przez naukowców, ani przez władze uczelni. Zdawałoby się, że prezentowanie osiągnięć naukowców to zadanie biur prasowych. Te jednak często mają ustalone zupełnie inne priorytety.

Więcej

Tagi