AUTORI OBJAŠNJAVAJU

Kakve su to 'munje u paklu crnih rupa' otkrili naši fizičari?

  • +12
  • +9

Teleskop i Crna rupa

Izvor: Screenshot / Autor: YouTube

Međunarodna znanstvena kolaboracija MAGIC, u kojoj radi i deset naših istaknutih astročestičara, otkrila je neke od ključnih misterija bljeskova crnih rupa koji već desetljećima intrigiraju znanstvenike

Nova studija na kojoj su, među ostalima, surađivali Ana Babić, Dario Hrupec i Iva Šnidarić s Instituta Ruđer Bošković, Nikola Godinović, Damir Lelas i Ivica Puljak s FESB-a u Splitu te Dijana Dominis Prester i Tomislav Terzić s Odjela za fiziku Sveučilišta u Rijeci objavljena je sinoć u jednom od najprestižnijih svjetskih časopisa Science.

Što je MAGIC otkrio?

U središtima svih galaksija postoje supermasivne crne rupe s masama koje se kreću od milijun pa do nekoliko milijardi masa Sunca. Neke od njih u svemir zrače mlazove elektromagnetskih valova i čestica čiji sjaj ponekad ima snagu sjaja milijardi zvijezda. Kada su ti mlazovi usmjereni prema Zemlji, galaksiju nazivamo blazarom. Blazari se svrstavaju u najmoćnije energetske objekte u svemiru.

Znanstvenici su već ranije pretpostavljali kako nastaju mlazovi blazara, međutim, detalji mehanizma i mjesta njihova stvaranja nikada nisu bili potpuno razjašnjeni.

U novoj studiji MAGIC-ov je tim uspio riješiti važan dio ove zagonetke istražujuću galaksiju IC 310 u zviježđu Perzej koja je udaljena 260 milijuna svjetlosnih godina. Ta je galaksija poznata po dugačkom radiomlazu koji izlazi iz njezinog središta. Njegova je emisija toliko snažna da odgovara zračenju deset milijardi zvijezda.

No sjaj IC 310 nije postojan već mijenja intenzitet. U nekim trenucima on se zna udeseterostručiti. Analize učestalosti ovih oscilacija koje gledano iz velike daljine podsjećaju na bljeskove munja u središtu galaksije, pokazale su da se mlaz IC 310 formira vrlo blizu samoj crnoj rupi, odnosno na njezinu rubu koji se naziva horizontom događaja, što nitko nije očekivao. Horizont događaja je rub nakon kojeg gravitacijska sila crne rupe postaje toliko snažna da joj više ništa, pa ni svjetlost ne može pobjeći.

Ovo otkriće lokacije nastanka mlaza rasvijetlilo je i sam mehanizam, odnosno model njegova stvaranja. Poznato je da se oko crnih rupa u ravni okomitoj na njihovu rotaciju stvara tzv. akrecijski disk koji je sastavljen od materije koju je privukla njezina snažna gravitacija. U blizini horizonta događaja pod utjecajem moćnih sila atomi u akrecijskom disku se raspadaju na elementarne čestice pa nastaje stanje materije koje se naziva plazma. U njoj ima mnogo nabijenih čestica koje stvaraju jaka magnetska polja.

'Prema teorijskom modelu koji je potvrdio MAGIC kruženje tih magnetskih polja oko crne rupe inducira moćno električno polje okomito na akrecijski disk. Ono pak ubrzava čestice do brzina bliskih brzini svjetlosti daleko u svemir te u snažnom snopu zrači elektromagnetske valove čije se frekvencije kreću od radiovalova do rendgenskih zraka. Kako u mlazu dolazi do međusobnog sudaranja čestica i elektromagnetskih valova, dio moćnog rendgenskog zračenja dodatno se pojačava pa nastaju gama zrake ekstremno visokih frekvencija', objasnio je za tportal Dario Hrupec.

Koordinatorica promatranja na teleskopima MAGIC, dr. sc. Dijana Dominis Prester kaže da je ovaj uspjeh ostvaren zahvaljujući vrlo sofisticiranoj tehnologiji koju je tim koristio.

'Još nitko nije uspio izmjeriti varijabilnost zračenja iz neke supermasivne rupe na tako maloj vremenskoj skali. To je bilo moguće zahvaljujući vrlo osjetljivom eksperimentu koji kombinira najosjetljivije Čerenkovljeve teleskope na svijetu s vrlo naprednom tehnologijom fotodetekcije kamera teleskopa te vrlo složene analize podataka koju smo razvijali tijekom više godina. Upravo ova brza varijabilnost bila je ključna za otkrivanje lokacije i mehanizma nastanka mlaza gama zračenja blazara', rekla je naša astrofizičarka.

Zašto je značajno ovo otkriće?

Koliko je važan uspjeh naših stručnjaka, među ostalim govori i činjenica da se cijena sata uporabe navedenih teleskopa i uređaja mjeri u tisućama eura. Malo je stručnjaka u svijetu koji mogu dobiti takvu privilegiju da sudjeluju u timu koji radi na tako vrijednom projektu.

Eksperiment MAGIC odvija se u opservatoriju Roque de los Muchachos na kanarskom otoku La Palmi na nadmorskoj visini od 2.200 metara. U njemu se istražuju izvori najmoćnijih elektromagnetskih valova - visokoenergijskih gama zraka čija je energija milijardama puta veća od vidljive svjetlosti.

Naši stručnjaci smatraju da novo otkriće neće omogućiti samo bolje razumijevanje blazara već i utjecaj ovih moćnih tijela na formiranje galaksija.

'Mlazovi lansirani iz crnih rupa relativno su rijetki. Možda tek nekoliko postotaka ukupne populacije supermasivnih crnih rupa trenutačno pokazuje takvu aktivnost. No energija koju transportiraju tako je velika da utječe na formiranje cijelih galaksija', objasnila je dr. Babić.

Snimke koje predstavljaju opservatorij i članove kolaboracije, koje je napravio jedan od suautora rada dr. sc. Dario Hrupec, možete vidjeti u fotogaleriji gore.

Pregled tjedna bez spama i reklama

Prijavi se na naš newsletter i u svoj inbox primaj tjedni pregled najvažnijih vijesti!

Napiši ovdje što ti misliš o ovoj temi