Źródło zdjęcia: NASA
Astronomowie z NASA uważają, że kwazary na emeryturze mogą być źródłem rzadkich, wysokoenergetycznych promieni kosmicznych. Źródło promieni kosmicznych jest tajemnicą, ale astronomowie obliczyli, że muszą pochodzić z obiektów w odległości 200 milionów lat świetlnych od Ziemi - te „emerytowane kwazary” mogą być źródłem.
Są stare, ale nie zapomniane. Pobliskie „emerytowane” galaktyki kwazarowe, miliardy lat po ich czasach świetności jako najjaśniejsze latarnie wszechświatowe, mogą być obecnie źródłem rzadkich, wysokoenergetycznych promieni kosmicznych, najszybciej poruszających się cząstek materii znanych i których pochodzenie było od dawna tajemnica, według naukowców z NASA i Princeton University.
Naukowcy zidentyfikowali cztery galaktyki eliptyczne, które mogły zapoczątkować drugą karierę produkcji promieni kosmicznych, wszystkie umieszczone nad uchwytem Wielkiego Wozu i widoczne za pomocą teleskopów przydomowych. Każda z nich zawiera centralną czarną dziurę o wielkości co najmniej 100 milionów mas Słońca, która, gdy się obraca, mogłaby utworzyć kolosalną baterię wysyłającą cząstki atomowe, takie jak iskry, wystrzeliwujące w kierunku Ziemi z prędkością bliską prędkości światła.
Odkrycia te są dziś omawiane podczas konferencji prasowej na wspólnym spotkaniu American Physical Society i High Energy Astrophysics Division of American Astronomical Society w Albuquerque, N.M. W skład zespołu wchodzi dr Diego Torres z Princeton University i dr. Elihu Boldt, Timothy Hamilton i Michael Loewenstein z NASA Goddard Space Flight Center w Greenbelt, MD.
Galaktyki kwazarowe są tysiące razy jaśniejsze niż zwykłe galaktyki, napędzane przez centralną czarną dziurę połykającą duże ilości gazu międzygwiezdnego. W galaktykach z tak zwanymi pozostałościami kwazara jądro czarnej dziury nie jest już silnym źródłem promieniowania.
„Niektóre resztki kwazarów mogą wcale nie być tak martwe, utrzymując zajęcie w późniejszych latach”, powiedział Torres. „Po raz pierwszy widzimy wskazówkę możliwego związku między kierunkami przybycia promieni kosmicznych o ultra wysokiej energii a lokalizacjami na niebie pobliskich uśpionych galaktyk, w których znajdują się supermasywne czarne dziury”.
Promienie kosmiczne o ultra wysokiej energii stanowią jedną z największych tajemnic astrofizyki. Każdy promień kosmiczny - zasadniczo pojedyncza cząsteczka subatomowa, taka jak proton podróżujący po prostu z prędkością światła - pakuje tyle samo energii, co boisko baseballowe dużej ligi, ponad 40 milionów bilionów woltów elektronów. (Pozostała energia protonu wynosi około miliarda woltów elektronów.) Źródło cząstek musi znajdować się w odległości 200 milionów lat świetlnych od Ziemi, ponieważ promienie kosmiczne z tej odległości straciłyby energię podczas podróży przez mętek kosmicznego promieniowania mikrofalowego przenikający wszechświat. Istnieje jednak znaczna niepewność co do tego, jakie obiekty w promieniu 200 milionów lat świetlnych mogłyby wytwarzać takie energetyczne cząstki.
„Sam fakt, że te cztery gigantyczne galaktyki eliptyczne są najwyraźniej nieaktywne, czyni z nich realnych kandydatów do generowania promieni kosmicznych o ultra wysokiej energii” - powiedział Boldt. Powiedział Boldt, że zrzucanie promieniowania z aktywnego kwazara tłumi przyspieszenie promieni kosmicznych, pochłaniając większość ich energii.
Zespół przyznaje, że nie jest w stanie ustalić, czy czarne dziury w tych galaktykach wirują, co stanowi podstawowy wymóg dla zwartego dynamo w celu przyspieszenia promieni kosmicznych o ultra wysokiej energii. Jednak naukowcy potwierdzili istnienie co najmniej jednej wirującej supermasywnej czarnej dziury, ogłoszonej w październiku 2001 roku. Dominującą teorią jest to, że supermasywne czarne dziury wirują, gdy gromadzą materię, pochłaniając energię orbitalną z nieomylnej materii.
Promienie kosmiczne o ultra wysokiej energii są wykrywane przez naziemne obserwatoria, takie jak Akeno Giant Air Shower Array w pobliżu Yamanashi w Japonii. Są niezwykle rzadkie, uderzają w ziemską atmosferę w tempie około jednego na kilometr kwadratowy na dekadę. Trwa budowa Obserwatorium Augera, które obejmie 3000 kilometrów kwadratowych (1160 mil kwadratowych) na wzniesieniu w zachodniej Argentynie. Proponowana misja NASA o nazwie OWL (kolektory szerokokątne na orbicie) wykryłaby promieniowanie kosmiczne o największej energii, patrząc na atmosferę z kosmosu.
Loewenstein dołącza do NASA Goddard's Laboratory for High Energy Astrophysics jako pracownik naukowy z University of Maryland, College Park. Hamilton, również członek Lab, jest członkiem National Research Council.
Oryginalne źródło: NASA News Release
