להב הברק הבוהק ביותר זורח על כדור הארץ. מה המשמעות של זה עבור כדור הארץ?

מה זה בלזר?

Blazars הם מחלקה מיוחדת של גרעינים גלקטיים פעילים שנוצרים על ידי סופר מסיבי

חורים שחורים הניזונים מכמויות אדירות שלגז, אבק וכוכבים נופלים לתוכם. כאשר חומר נופל לתוך חור שחור, הוא מתחמם לטמפרטורות מדהימות, מה שגורם לפליטת סילוני חומר זוהרים וקרינה הנוסעים קרוב למהירות האור. מטוסי בלאזאר יכולים להיות כל כך חזקים שהם יכולים לנקב חורים בגלקסיות.

שמם של הבליינים בא מהייעודהנציג הנחקר הראשון של מחלקה זו "BL Lac" ו-"quasar", בעוד צירוף המקרים עם הלהבה האנגלית "blaze, blaze" משוחק. השם הוצע בשנת 1978 על ידי האסטרונום אדוארד שפיגל. 

Blazap הוא הליבה של הגלקסיה הפעילה, הפכה"פנים", אם כן, המטוס הרלטיביסטי מכוון לכוכב הלכת שלנו. החומר נוטה אליהם, לכן יש צורך בתזונה קבועה. בנקודות אלה, לחץ הכבידה רק גדל כך שטמפרטורת החומר תעלה למיליון מעלות, וייצר שטף קרינה ענק.

החור השחור מסתובב בקצב מהיר להפליא ויוצרשדה מגנטי חזק. הוא פורץ את החומר למטוסי סילון שפורצים מעל החור או מתחת לו. כאשר החומר ייפול למצב הישן, הוא יאיץ כמעט במהירות האור ויברח במשך מאות אלפי שנות אור.

כשצופים בבלייזר, רואים את תהליך ההתחדשות"פנים" גלקטיות. גם אם הבלייזר נמצא במרחק של 9 מיליארד שנות אור, הזוהר שלו עדיין בהיר מספיק כדי ליפול לעדשות של טלסקופים ארציים. 

איך הם עובדים?

בלייזרים פעילים גלקטיתהגרעין עם חור שחור סופר-מאסיבי במרכז הגלקסיה, ופולט סילוני פלזמה בצורה של חומר מיונן כלפי חוץ בכל קשת הקרינה האלקטרומגנטית. הם דומים לקוואזרים ונחשבו בתחילה לקוואזרים, רק שיש הבדלים משמעותיים.

בלייזרים כסוג של אובייקטים מכילים שני תת-סוגים:

• קרציות. הדוגמה האופיינית שנתנה את השם לכל תת-הסוג היא BL Lacertae.
• קוואזרים משתנים מהיר אופטי - קבוצה של קוואזרים, המאופיינים על ידי השתנות משרעת גבוהה של בהירות בתחום האופטי (Δמ≥ 3מ). דוגמה אופיינית היא 3C 279. בדרך כלל יש להם קווי פליטה חזקים יותר בספקטרום האופטי מאשר BLA והם פעילים הרבה יותר בתחום הרדיו.

Blazar ЗС 454.З, עודכן ב- 2 בדצמבר 2009 בעזרת החלל הגמא-טלקום של פרמי

אובייקטים של מחלקה זו מראים שונותבהירות באורכי גל ובקשקשים שונים משעות עד עשרות שנים, חושפת קיטוב ליניארי גבוה (עד 10%) ומשתנה של קרינה בכל הטווחים הספקטרליים (עד 10%).

בשל העובדה שהסילון מופנה לעבר הצופה ומהירותו הגבוהה של הפלזמה בסילון (95-99% ממהירות האור), נצפות תנועות סופר-פלומינליות לכאורה בסמוך לליבת הברזל.

התבוננות בבלייזר חשובה ביותר. רובם מכוונים אחרת ולכן האור שלהם חלש מכדי להיראות. 

סילביה בלדיטה, דוקטורנטית באוניברסיטת אינסובריה באיטליה

באיזה גודל הברזים?

הגודל הממוצע של הבלייזר קטן בחללמודד ~ 30 מיליארד ק"מ. זה כמו 6 מרחקים בין השמש לפלוטו. הסילונים משתרעים על פני מרחק של מעל 100,000 שנות אור. כלומר, גדול יותר מגודל גלקסיית שביל החלב.

רבים מהבלייזרים הבהירים היו הראשוניםלא זוהו כגלקסיות רחוקות חזקות, אלא ככוכבים משתנים לא סדירים בגלקסיה שלנו. בלייזרים אלה, כמו כוכבים משתנים לא סדירים אמיתיים, שינו את הבהירות בתקופות של ימים או שנים, אך ללא דפוס.

תמונה של בלייזר ה- Markarian 501 מסקר השמיים הדיגיטליים של סלואן המציג ליבה בהירה וגלקסיית מארח אליפטית.

מהירות

גם עבור בלייזרים הוא מהיר לא טיפוסיתנועת חלקיקים בסילונים עם מסה (אלקטרונים, פרוטונים, פוזיטרונים). מהירותם נעה בין 95% ל 99.9% ממהירות האור. לשם השוואה, אם תפזר כדור רגיל במשקל 7 ק"ג עד 99.9% ממהירות האור, תזדקק לכל האנרגיה שמייצרת האנושות, שנוצרת במהלך השבוע.

Blazar מאיץ את המסה הכוללת של חלקיקים בכל פעםלמהירויות כאלה השוות למסת צדק ועוד. קבוצה נפרדת של בלייזרים מכונה סלעי טרקטור-וולט, מכיוון שהאנרגיה המשתחררת היא בסדר גודל גבוה יותר מגי-חשמל ב קוואזרים ובחלק אחרונים.

קְרִינָה

הפליטה הנצפית מהבלייזר היא משמעותיתמוגבר על ידי השפעות רלטיביסטיות בסילון, תהליך הנקרא קרינה רלטיביסטית. המהירות הנפחית של הפלזמה המרכיבה את הסילון יכולה להיות 95-99% ממהירות האור.

מהירות נפחית זו אינה מהירותאלקטרון או פרוטון טיפוסי בסילון. חלקיקים בודדים נעים לכיוונים רבים וכתוצאה מכך מהירות פלזמה נטו בטווח שצוין.

איך מצאת את הבלייזר ש"זורח" על פני כדור הארץ?

מדענים גילו את העתיק והרחוק ביותרבלאזאר הוא חור שחור סופר-מסיבי שפולט כמויות מדהימות של אור בקצה החלל והזמן. הוא התגלה על ידי צוות של מדענים בראשות הסטודנטית לתואר שני סילביה בלדיטה באוניברסיטת אינסובריה באיטליה וניתן לאינדקס PSO J030947.49. + 271757.3 (או בקיצור PSO J0309 + 27 ). 

בלאזאר מצא מתחם VLBA של עשרהטלסקופים רדיו שנשלטים מרחוק מהמרכז. עצם זה בן כמעט 13 מיליארד שנים. מדענים הצליחו לזהות את הבלייזר רק בגלל כוחו: הוא כל כך "רועש ברדיו" שהוא זורח אפילו מרחוק.

זהו להב ה- RF הבהיר ביותר שנראה עד כה במרחק זה. זהו גם הלהב השני הבהיר ביותר הפולט צילומי רנטגן במרחק זה.

ביל סאקסטון, NRAO / AUI / NSF.

מאפיינים של blazar PSO J0309 + 27

בלדיטה ועמיתיה הצליחו לזהות PSOJ0309 + 27 לאחר איסוף נתונים ממספר מצפי כוכבים: מערך האנטנות של NRAO בניו מקסיקו (ארה"ב), הטלסקופ בהוואי (Pan-STARRS), וטלסקופ החלל אינפרא אדום סקר סקר רחב.

הספקטרום שהתקבל אישר כי PSO J0309+27הוא מרכזה של גלקסיה שרחוקה מאוד מאיתנו, כפי שמעידה הסטה לאדום עם ערך שיא של 6.1, שמעולם לא נצפתה עבור עצם כזה.

בנוסף, נדרשו מדידות באמצעותטלסקופ משקפת גדול (LBT) באריזונה כדי לאשר כי אובייקט זה הוא הבלייזאר הרחוק והוותיק ביותר שנצפה אי פעם. מחקר נוסף של להב באמצעות טלסקופ החלל המהיר של נאס"א הראה שהוא גם החזק ביותר.

חור שחור סופר מסיבי בלב PSO J0309 +27 מסיבית גדולה יותר ממיליארד מהשמש. לשם השוואה, החור השחור המסיבי במרכז שביל החלב מסיבית פי ארבעה מיליון בלבד מהשמש.

מדוע תגלית זו מעניינת?

הגילוי של PSO J0309+27 שופך אור על מקורם של חורים שחורים סופר-מסיביים, אשר רבים כיום ברחבי היקום ואשר משפיעים על התפתחותו. 

הודות לגילוי שלנו אנו יכולים לומר זאתבמהלך מיליארד השנים הראשונות לחייו של היקום, היו מספר רב של חורים שחורים מאסיביים מאוד שפלטו סילונים רלטיביסטיים רבי עוצמה. זה מטיל הגבלות חמורות על מודלים תיאורטיים המנסים להסביר את מקורם של חורים שחורים ענקיים ביקום שלנו. 

סילביה בלדיטה, דוקטורנטית באוניברסיטת אינסובריה באיטליה

ככל הנראה בלייזרים עתיקים אחרים יתגלו על ידי הדור החדש של הטלסקופים הרגישים ליתר. עצמים אלה יספקו הצצה ליקום המוקדם.

קרא עוד:

AI פתר את משוואת שרדינגר

הפלה ומדע: מה יקרה לילדים שילדו

"המחקר נכשל": בודקי ספוטניק V כבר לא יקבלו פלצבו