Extrém nagy energiájú sugárzások forrása lehet a híres rádiógalaxis

679

A Centaurus A a hozzánk legközelebbi (kb. 10 millió fényév távolságban lévő) aktív galaxis, mely valószínűleg egy elliptikus és egy spirálgalaxis ütközése által jött létre. Magjában egy nagyjából százmillió naptömegű fekete lyuk található, melyből két irányba, több mint 10 ezer fényévnyire kinyúlva látszanak az ilyen rendszerekre jellemző anyagkilövellések (jetek), valamint a rádiótartományban megfigyelhető "lebenyek".

A galaxis rádiósugárzása szinkrotron módon és inverz Compton-szóródással (a fotonoknak a gyorsan mozgó részecskékkel való kölcsönhatása révén történő energiafelvétele) keletkezik: ez az SSC (synchrotron self-Compton) mechanizmus, mely során a gyorsuló relativisztikus részecskék szinkrotronsugárzást bocsátanak ki, ez a sugárzás pedig ugyanezen részecskéken szóródik és okoz újabb sugárzást.

F. M. Rieger és F. A. Aharonian, a németországi Max Planck Intézet munkatársai elméleti oldalról megközelítve elemezték, hogy a galaxisban zajló folyamatok eredményezhetik-e egyúttal a galaxis közeléből észlelt nagy energiájú gammasugárzást és kozmikus sugárzást. A nagy energiájú gamma- és kozmikus sugárzás feltétele, hogy a felgyorsult részecskék az inverz Compton-szórás során megfelelően nagy energiájú fotonokat kelthessenek. A kutatók ezen modellen belül vizsgálták az elektronok és a protonok felgyorsításának mechanizmusát.


A Centaurus A rádiógalaxis központi részének részletei a Hubble Űrtávcső szenzációs felvételén (NOAO/NASA).

Az elektronokat a fekete lyuk körül lévő akkréciós korongon belüli mozgás gyorsítja fel, s ez – számításba véve a mágneses mező feltételezett erősségét, az akkréciós rátát és a különböző veszteségeket – lehetővé teszi a teraelektronvoltos, azaz ultranagy energiájú tartományba eső fotonok keletkezését. A számítások szerint a keletkező sugárzás még éppen észlelhető a mai technikával a Föld felszínéről.

Nagy energiájú kozmikus sugárzás létrejötte, tehát protonok megfelelő mértékű felgyorsulása ezen folyamat révén azonban nem valószínű. A kutatók számításba vették a lökéshullámok általi, valamint a fekete lyuk mágneses mezejében való forgása által keltett feszültségkülönbség gyorsító hatását is, de egyik sem eredményezte a megfelelő energiákat. Felmerült még az ún. nyírási sebességgradiens kérdése is, mely szerint a jet-ek belsejében a különböző sebességű rétegek határain a mágneses mező inhomogenitása miatt szóródnak a protonok.

A továbblépéshez megfigyelési bizonyítékokra lenne szükség, ami a jelen és a közeljövő rádiótávcső-rendszereivel talán nem elérhetetlen. Ha bizonyíthatóvá válik a kozmikus sugárzás nyírási sebességek révén való keletkezése, akkor azzal a sugárzás spektrumában észlelt jellegzetességekre is megfelelő magyarázatot találhatnak a szakemberek.

Forrás:
F. M. Rieger és F. A. Aharonian 2009, Astronomy & Astrophysics, 506, L41–L44

Hozzászólás

hozzászólás