O gaură neagră uriașă emite raze gamma de miliarde de ori mai puternice decât lumina vizibilă

În 2019, lumea a fost fascinată de prima imagine a unei găuri negre, oferită de Telescopul Event Horizon (EHT). Această imagine impresionantă prezenta gaura neagră supermasivă din centrul galaxiei M87, situată în constelația Fecioarei. Ce se întâmplă acum cu această gaură neagră uriașă?

Acum, aceeași gaură neagră uriașă captează din nou atenția oamenilor de știință printr-o erupție extraordinară de raze gamma, care a emis fotoni de sute de miliarde de ori mai puternici decât lumina vizibilă. Această erupție intensă, observată pentru prima dată după mai bine de un deceniu, îi ajută pe cercetători să înțeleagă modul în care particulele precum electronii și pozitronii ating energii atât de mari în condițiile extreme din jurul găurilor negre.

Gaura neagră din M87 este departe de a fi mică: produce un jet de particule care este de milioane de ori mai mare decât orizontul evenimentelor, limita externă a găurii negre. Această recentă explozie de radiații de energie înaltă a depășit nivelurile tipice detectate de telescoapele radio în regiunea din jurul găurii negre și a durat aproximativ trei zile. În mod remarcabil, această erupție a provenit dintr-un spațiu mai mic de trei zile-lumină în diametru, echivalentul a puțin sub 24 de miliarde de kilometri.

Razele gamma, pachete de energie electromagnetică cunoscute sub numele de fotoni, reprezintă cea mai energetică lungime de undă din spectrul electromagnetic al galaxiei. Acestea sunt de obicei produse în cele mai fierbinți și mai dinamice locații din Univers, cum ar fi cele din jurul găurilor negre. În cazul erupției din M87, razele gamma au atins niveluri de energie de câțiva teraelectronvolți, o măsură imensă de energie, de obicei asociată cu particulele subatomice, scrie Interesting Engineering.

În comparație, acest nivel de energie este similar cu cel generat de un țânțar în zbor, dar concentrat pe particule de trilioane de ori mai mici.

Ce se întâmplă cu particulele de pe lângă o gaură neagră uriașă?

Pe măsură ce materia spiralează către o gaură neagră, aceasta formează un disc de acreție, o masă rotitoare de particule care accelerează din cauza pierderii energiei gravitaționale. Unele particule sunt expulzate de la polii găurii negre sub formă de jeturi puternice datorită câmpurilor magnetice intense. Acest proces haotic poate duce la explozii bruște de energie, cunoscute sub numele de erupții, dar provocarea rămâne faptul că razele gamma nu pot ajunge la suprafața Pământului.

Cu toate acestea, acum aproximativ șaptezeci de ani, fizicienii au descoperit că pot detecta razele gamma indirect, observând radiația secundară produsă atunci când aceste raze interacționează cu atmosfera.

Weidong Jin, cercetător postdoctoral la UCLA (SUA) și autor principal al unui studiu important publicat în…