На всеки от нас са познати сапунените мехури и балончетата в газираните напитки. Тези мехурчета в земни условия са с диаметър до няколко сантиметра и представляват тънък филм от течност, обвиваща малки обеми от въздух или друг газ. В космическото пространство, обаче, балоните са много по-различни – по-лек газ във вътрешността в обвивка от по-тежък газ по периферията – и с огромните си размери буквално поразяват въображението.
Галактиката NGC 3079 се намира на около 67 милиона светлинни години от Земята. В нея има два „супер балона“, които нямат аналог с нищо, което може да се срещне на планетата ни. Двойката подобни на балони области се простират в региони противоположни един на друг спрямо ядрото на галактиката. Едната област е с диаметър около 4900 светлинни години, а другата е малко по-малка – около 3600 светлинни години. Да припомним, че една светлинна година се равнява приблизително на дистанция от около 9,46 трилиона километра.
Супер балоните в NGC 3079 генерират емисии в рентгеновия, оптичния и радио диапазона, което ги прави удобен за наблюдение обект с телескопите на NASA. На композитното изображение са съчетани данните от рентгеновото лъчене, регистрирани с помощта на рентгеновата обсерватория „Чандра“ (в лилавата гама) и оптичните наблюдения, проведени с помощта на телескопа „Хъбъл“ (в оранжево и синьо). На рентгеновото изображение отчетливо се вижда горният супер балон, за разлика от по-слабо загатнатия долен балон.
Новите наблюдения с „Чандра“ показват, че NGC 3079 подобно на космически ускорител на частици произвежда частици с ултрависоки енергии в „черупките“ на супер балоните. Емитираните частици може би са с енергии по-високи, отколкото тези, които създаваме в Големия адронен колайдер (LHC) – най-мощния ускорител на частици, създаден от науката.
Супер балоните в NGC 3079 се явяват като доказателство, че такива структури могат да са в ролята на източници на високоенергийни частици, които наричаме „космически лъчения“, и които постоянно бомбардират Земята. Ударните вълни – подобно на звуковият бум, който на земята се чува, когато самолет премине скоростта на звука – се свързват с взривяването на звезди; експлозиите са способни да ускорят частиците до енергийни нива, стократно надвишаващи тези на генерираните в LHC. Астрономите обаче не са съвсем наясно, откъде се появяват космическите лъчения с още по-високи енергийни стойности. Според резултатите от новите наблюдения, такива супер балони могат да са един от възможните източници на ултра-енергийни космически лъчения.
При разширяването си и сблъскването с околните газове, външните области на газовите супер балони генерират ударни вълни. Учените смятат, че заредените частици се разсейват или рикошират от усуканите магнитни полета в тези ударни вълни – подобно на топчетата, отскачащи произволно от бортовете в пинбол машините. Когато частиците пресекат фронта на ударните вълни, те биват ускорени, точно както в пинбола топчето се ускоря при удар от флипера. Високо енергийните частици, ускорени по този начин, могат да се откъснат и след като изминат умопомрачителни дистанции може да ударят земната атмосфера под формата на космически лъчения.
Количеството радио вълни или рентгенови лъчи с различна дължина на вълната, т.е. с различни спектри, от един от тези супер облаци, показват, че източник на емисиите са електрони, които се въртят около силовите линии на магнитни полета и излъчват в процес, наричан синхротронна радиация. Това е първото пряко доказателство за синхротронна радиация на високоенергийни рентгенови лъчи от газови супер балони с галактични размери. Учените освен това имат възможността да установят до какви максимални енергетични нива са достигнали електроните. Неизяснен обаче остава въпросът, защо синхротронна радиация се наблюдава само от единия от газовите супер облаци.
Радио и рентгеновия спектър на лъченията, заедно с местоположението на източниците на рентгеновите лъчения по „обвивката“ на супер облака, предполагат, че частиците, отговорни за рентгеновото излъчване, следва да са ускорени от ударните вълни в облака, защото, ако се транспортират от центъра на галактиката, биха загубили голяма част от енергията.
Газовите супер балони в NGC 3079 са по-млади „братовчеди“ на т.нар. „балони на Ферми“, за пръв път открити през 2010 година в нашата галактика. Астрономите смятат, че подобни супер балони може да се формират при процесите, свързани с пропадането на материя към свръхмасивна черна дупка в центъра на галактика, което води до освобождаването на огромни количества енергия под формата на частици и магнитни полета. Газовите супер балони освен това може да бъдат формирани от ветровете, генерирани от голям брой млади, масивни звезди.
Научна публикация с резултатите от наблюденията на газовите супер балони в NGC 3079 е публикувана в The Astrophysical Journal.
-----------
За още новини харесайте страницата ни във Facebook>>>
0 коментара:
Публикуване на коментар