Gamma-Ray galáxia Flares irrompeu Longe do seu buraco negro

Em 2011, uma explosão de meses de duração da energia lançada por um enorme buraco negro de quase 11 bilhões de anos atrás a Terra varreu passado. Usando uma combinação de dados do Telescópio Espacial Fermi Gamma-ray e Array, a National Science Foundation Very Long Baseline (VLBA), telescópio do mundo, o maior rádio, os astrônomos zerado com a fonte da explosão antiga.

Teóricos esperar de raios gama explosões ocorrer apenas em estreita proximidade com furo central de uma galáxia preta, a casa de força principal responsável para a atividade. Algumas observações raros sugeriu este não é o caso.

Os 2.011 foguetes de uma galáxia conhecida como 4C 71,07 agora dar astrônomos a evidência mais clara e mais distante que a teoria ainda precisa de algum trabalho. A emissão de raios gama originou cerca de 70 anos-luz de distância de furo central da galáxia preta.

Antes de suas explosões fortes em 2011, 71,07 blazar 4C foi uma fonte fraca de Fermi LAT. Estas imagens centradas em 4C 71,07 mostram a taxa na qual a LAT detectou raios gama com energias acima de 100 milhões de electrões-volt; cores mais claras igual taxas mais elevadas. A imagem à esquerda cobre 2,5 anos, desde o início da missão de Fermi para 2011. A imagem à direita mostra 10 semanas de atividade no final de 2011, quando 4C 71,07 produziu o seu mais forte explosão. A blazar mais freqüência ativa, S5 0716 71, aparece em duas imagens. Crédito: NASA / DOE / Fermi LAT Collaboration 

O 4C 71,07 galáxia foi descoberta como uma fonte de emissão de rádio forte em 1960. Compton da NASA Gamma-Ray Observatory, que operou na década de 1990, detectou alta energia chamas, mas a galáxia foi calma durante a primeira Fermi dois anos e meio em órbita. No início de novembro de 2011, na altura da explosão, a galáxia foi mais de 10 mil vezes mais brilhante que a luminosidade combinada de todas as estrelas em nossa galáxia, a Via Láctea. "Esta atividade renovada veio depois de um longo sono, e isso é importante porque nos permite explicitamente vincular as labaredas de raios gama para a emissão crescente observado por telescópios de rádio ", disse David Thompson, vice-Fermi cientista do projeto da NASA Goddard Space Flight Center em Greenbelt, Maryland Localizada na constelação de Ursa Maior, 4C 71,07 é tão longe que sua luz leva 10,6 bilhões anos para chegar à Terra. Os astrônomos estão vendo esta galáxia, tal como existia quando o Universo tinha menos de um quarto de sua idade atual.


No núcleo da galáxia encontra-se um buraco negro supersized pesando 2,6 bilhões de vezes a massa do sol. Alguma da matéria caindo no buraco negro torna-se acelerada para fora quase na velocidade da luz, criando jatos de partículas dupla explodir em direções opostas. Um jato passa a apontar quase que diretamente para a Terra. Esta característica torna 4C 71,07 blazar, uma classificação que inclui alguns dos mais brilhantes fontes de raios gama no céu. Universidade de Boston astrônomos Alan Marscher e Svetlana Jorstad rotina monitorar 4C 71,07 juntamente com dezenas de outros blazars usando várias instalações, incluindo o VLBA. do instrumento 10 radiotelescópios abrangem a América do Norte, a partir de Havaí para St. Croix, nas Ilhas Virgens dos EUA, e possuem o poder de resolução de um prato único rádio mais de 5.300 quilômetros de diâmetro, quando seus sinais são combinados. Como resultado, O VLBA detalhes resolve cerca de um milhão de vezes menores do que Telescópio Fermi de Grande Área (LAT) e 1.000 vezes menor do que o Telescópio Espacial Hubble. no Outono de 2011, as imagens VLBA revelou um nó brilhante que parecia se mover para fora a uma velocidade 20 vezes mais rápido que a luz. "Embora essa velocidade aparente era uma ilusão causada pelo movimento real quase diretamente em nossa direção 99,87 por cento da velocidade da luz, este nó foi a chave para determinar o local onde os raios gama foram produzidos no buraco negro do jet ", disse Marscher, que apresentou os resultados segunda-feira, 7 janeiro, na reunião da Sociedade Astronômica Americana, em Long Beach, Califórnia

VLBA e Fermi forneceram observações complementares da explosão blazar. Top: Durante o episódio mais intensa de raios gama queima, mapas VLBA rádio e medidas de polarização, entre outras observações, ligado um nó brilhante no jato de 4C 71,07 a variações de brilho em luz visível e raios-gama. O nó apareceu para se mover para fora em 20 vezes a velocidade da luz, uma ilusão causada pelo movimento quase que diretamente em nossa direção 99,87 por cento da velocidade da luz. inferior: A ascensão e queda de brilho da blazar de raios-gama como registrado por LAT Fermi em final de 2011 e início de 2012. Crédito: NASA Goddard Space Flight Center / A. Marscher e S.Jorstad 

O nó passou por uma característica brilhante estacionário do jato, o que os astrônomos chamam de sua rádio "core", em 9 de abril de 2011. Isso ocorreu poucos dias após a detecção de Fermi de raios gama renovada queima no blazar. Marscher e Jorstad observou que o blazar brilharam em comprimentos de onda visíveis na etapa com a emissão de maior energia. Durante o período mais intenso da queima de gás, a partir de outubro de 2011 a janeiro de 2012, os cientistas descobriram a direção de polarização da rodada do Blazar da luz visível na mesma forma como as emissões de rádio a partir do nó. Eles concluíram o nó foi responsável pela visível ea luz de raios gama, que variou em sincronia. Esta associação permitiu aos pesquisadores identificar a localização da explosão de raios-gama de cerca de 70 anos-luz do buraco negro. Os astrónomos pensam que os raios gama foram produzidos quando elétrons movendo perto da velocidade da luz dentro do jato colidiu com luz visível e infravermelha proveniente de fora do jato. Tal colisão pode retroceder a luz até energias muito maiores, um processo conhecido como dispersão de Compton inverso. A fonte de luz de menor energia está claro neste momento. Os investigadores especulam que a fonte pode ser uma camada exterior, a bainha de movimento lento que envolve o jacto. Nicholas MacDonald, um estudante de graduação na Universidade de Boston, está investigando como o brilho de raios gama deve mudar neste cenário para comparar com as observações. "O VLBA é o único instrumento que pode nos trazer imagens de tão perto da borda de um buraco jovem negro, e LAT Fermi é o único instrumento que pode ver a luz de maior energia do jato da galáxia", disse Jorstad. Fermi, da NASA Gamma-ray Space Telescope é uma parceria de astrofísica e física de partículas. Fermi é gerenciado pelo Centro da NASA Goddard Space Flight. Ele foi desenvolvido em colaboração com o Departamento de Energia dos EUA, com contribuições de instituições acadêmicas e parceiros na França, Alemanha, Itália, Japão, Suécia e Estados Unidos. VLBA A é operado pelo National Radio Astronomy Observatory, uma instalação do Nacional Science Foundation operado sob um acordo cooperativo pela Associated Universities, Inc.