Korzystając z 16-letnich danych z gamma, wykrywające statek kosmiczny Fermi, astronomowie odkryli, że „mikroquasary”, systemy, w których czarna dziura powoli pochłania gwiazdę, mogą być małe, ale pakują jedno cios.
Pomimo ich niewielkiego charakteru badania te sugerują nawet Mikrachquasary Przekąski na małych gwiazdach może mieć imponujący kosmiczny wpływ, stając się potężnym Naturalne akceleratory cząstek.
To oznacza Czarne dziury Rozleganie gwiezdnych posiłków wszystkich rozmiarów może być odpowiedzialne za wyższą niż zawieszoną ilość wysokoenergetycznych naładowanych cząstek zwanych ”Promienie kosmiczne„które stale bombardują Ziemię. Mechanizmem przyspieszenia cząstek jest Jets bliski światła To wysadzili się z mikrokwasarów.
„Ziemia jest stale bombardowana przez cząstki przyspieszone gdzie indziej w naszej galaktyce. Są to głównie protony i elektrony, które są powszechnie znane jako promienie kosmiczne”-powiedział space.com, współzałożyciel zespołu Guillem Martí-Devesa z Università di Trieste. „Jednak ich pochodzenie jest dyskutowane od dziesięcioleci”.
To, co znalazła Martí-Devesa i współprzewodnicząca zespołu Laura Olivera-Nieto z Max Planck Institute for Nuclear Physics, jest nowym źródłem promieni gamma, które jest zgodne z pozycją GRS 1915+105dobrze znany mikrokwaz, w którym czarna dziura powoli ucztnie na gwiazdy o niskiej masie.
„Znalezienie źródeł, które mogą przyspieszyć cząsteczki i zrozumieć, co czyni je wyjątkowymi, jest pierwszym krokiem w kierunku odkrycia, dlaczego i jak wszechświat czasami zapewnia bardzo niewielką część cząstek o ogromnych ilościach energii”, powiedziała Olivera-Nieto, powiedziała Space.com. „Aby przyspieszyć cząstki, zwykle potrzebujesz kilku składników: Mocne pola magnetyczneduże ilości mocy, a także obecność cząstek do przyspieszenia.
„Jets mikrokwasu mają je wszystkie!”
Quasars vs. Miniquasars
Standard Quazars są zasilane przez Supermasywne czarne dziury Ucznianie otaczającej materii i gazu w centralnych regionach niektórych galaktyk o nazwie Aktywne jądra galaktyczne (AGS).
Quasars to jedne z najjaśniejszych źródeł światła w kosmosie, często wyrywając połączone światło miliardów gwiazd w otaczającej ich galaktyce.
Podczas gdy supermasywne czarne dziury mają masy od milionów do miliardów razy więcej gwiezdne czarne dziury W sercu mikrokwasarów ma masy nie więcej niż kilkaset Masy słoneczne.
„Większość gwiazd w galaktyce nie jest sama, ale w rzeczywistości krążą orbitujące inną gwiazdę. Mikrachquasary są specjalnym rodzajem pary schodów, w której jedna z dwóch gwiazd już„ umarła ”, to znaczy zabrakło paliwa i eksplodowała”, Olivera-Nieto powiedział. „Zostanie czarna dziura. Jeśli normalna gwiazda jest wystarczająco blisko czarnej dziury, czarna dziura zacznie oderwać od niej materię i połykać ją.
„Nazywamy te obiekty„ mikrokachizarami ”, ponieważ przypominają one kwazary, analogiczne zjawisko, ale z supermasywnymi czarnymi dziurami na środku galaktyk”.
Czarne dziury przekąski na gwiazdach jest dość powszechnym zjawiskiem. Kiedy gwiazda zbliża się do supermasywnej czarnej dziury, ogromny grawitacyjny wpływ tego kosmicznego tytana generuje siły pływowe, które zgniatają gwiazdę poziomo, rozciągając ją pionowo.
Ten “Spaghettification„Proces zamienia niefortunną gwiazdę w makaron materiału gwiezdnego, który owija się wokół supermasywnej czarnej dziury i jest stopniowo ją karmiona. Te potężne i gwałtowne zdarzenia są nazywane”zdarzenia związane z zakłóceniem pływów„lub„ TDES ”.
Mikrachquasary różnią się od TDE, ponieważ zaangażowane gwiazdy nie są szybko zniszczone, a te bardziej małe czarne dziury wolą skubać gwiazdę ofiary. Jednak nie jest to masa czarnej dziury odpowiedzialnej za delektowanie się tego gwiezdnego posiłku.
„Mikrachquasar znajduje się na stabilnej orbicie, a czarna dziura zabiera masę tylko od gwiazdy w bardzo powolnym tempie”-powiedziała Olivera-Nieto. „Oznacza to, że nie niszczy gwiazdy przypływami i nie będzie tego robić podczas jej ewolucji”.
Mikrachquasary jako kosmiczne akceleratory cząstek
To nowe badania pokazują, że pomimo niewielkiej wielkości ich silników z czarnymi dziurami (w porównaniu z supermasywnymi czarnymi dziurami) i ich powolnym podejściem do jedzenia gwiazd, mikroquasary mogą mieć imponujący kosmiczny wpływ, stając się potężnymi akceleratorami naturalnych cząstek.
„W przypadku mikrokwasu mamy gwiazdę powoli połkniętą czarną dziurą”-powiedział Martí-Devesa. „W rezultacie czarna dziura może generować potężne odrzutowce relatywistyczne, co jest naprawdę charakterystyczną cechą mikrokwasu”.
Te odpływy stają się najsilniejszymi astrofizycznymi odrzutowcami znalezionymi w naszej galaktyce, a zatem doskonałych kosmicznych akceleratorów cząstek. Pytanie brzmi: ile z Mleczna droga Zawartość promieni kosmicznych jest wnoszona przez mikroquasary, zwłaszcza te z silnikami o bardzo niskiej masie czarnej dziury?
Aby odpowiedzieć na to zapytanie, Olivera-Nieto i Martí-Devesa zwrócili się do danych o wartości 16 lat zebranych przez NASA Statek kosmiczny Fermi Korzystanie z detektora teleskopu o dużej powierzchni (LAT).
Znaleźli sygnał promieniowania gamma związany z Microquasar GRS 1915+105, znany również jako „V1487 Aquilae”, coś, co było poważną niespodzianką.
Przyczyną zaskoczenia jest GRS 1915+105 jest binarą o niskiej masie składającą się z czarnej dziury z 14 masami słonecznymi powoli jedzącą gwiazdę z około połową masy słońca.
Jest to wyraźne kontrast z wcześniej znanymi mikroquasarami przynoszącymi cząstki, w których gościły tylko masywne gwiazdy. Na przykład mikrokwas SS 433 Prowadzi czarną dziurę na gwiazdę, która ma dziesięć razy większą masę słońca.
„Coś, co sprawia, że ten system jest wyjątkowy, to w rzeczywistości, że może być raczej powszechny”-powiedziała Olivera-Nieto. „Liczba gwiazd w galaktyce spada stromo wraz ze wzrostem ich masy: gwiazdy o niskiej masie są znacznie częstsze niż gwiazdy o wysokiej masie. W konsekwencji to samo musi być prawdziwe w przypadku systemów mikrokwasu”.
Oznacza to znalezienie, że nawet system z czarną dziurą powoli pożerając tak małą gwiazdę, może przyspieszyć cząstki wystarczające do stworzenia Gamma Ray Photons sugeruje, że wkład mikrokwazji jako całości w kosmiczną zawartość promienia naszej galaktyki może być wyższy niż oczekiwano naukowcy.
„Istnieje wiele innych mikrokwasarów znanych, gdy nie ma dowodów na emisję gamma, co oznacza brak dowodów przyspieszenia cząstek na wysokie energie”-powiedziała Olivera-Nieto. „Niektóre z nich są dlatego, że nie wyglądaliśmy z wystarczająco wrażliwymi teleskopami, ale inne wydają się po prostu nie być wydajnymi akceleratorami.
„Chcielibyśmy zrozumieć różnicę między tymi systemami, która zawiera wskazówkę, aby zrozumieć, ile promieni kosmicznych powstaje w odrzutowcach mikrokachwowych”.
Zatem, z tym nowym dowodem, że mikrokwazowe z gwiazdami o niskiej masie mogą być również akceleratorami cząstek i przyczyniać się do promieni kosmicznych, które przybywają na Ziemię, Martí-Devesa wyjaśnił, że może być czas na ponowne odwiedzanie wcześniej odkrytych systemów mikrokwiazowych.
„Mamy nadzieję, że nasze badanie będzie ważnym krokiem do zrozumienia prawdziwego wkładu mikrokwasarów w obfitość promieni kosmicznych w naszej galaktyce”-podsumował Martí-Devesa. „W ten sposób będziemy mogli ponownie ocenić całą populację mikrokwasarów i ich prawdziwe znaczenie jako producentów promieni kosmicznych w naszej galaktyce”.
Badania zespołu były opublikowane w styczniu W listach astrofizycznych dziennika.
