Theo cách thức giống như sự hình thành của một liên minh để đánh bại Ngôi sao chết của Darth, hơn một thập kỷ trước, các nhà thiên văn học đã thành lập tập đoàn Kính viễn vọng Toàn bộ Trái đất để hiểu Death Ray Gun của thiên nhiên (hay còn gọi là tên âm thanh của cái chết của nó, GASP đã chứng minh sự quan trọng trong việc làm sáng tỏ những bí mật về cách thức hoạt động của LHC 'của Nature.
Theo ông Masaaki Hayashida, tác giả tương ứng trên bài báo gần đây trình bày về kết quả mới với KIPAC Astrophysicist, nhà khoa học nghiên cứu về vũ trụ của Kavli. Tuy nhiên, cách chúng được sản xuất và cách chúng được cấu trúc không được hiểu rõ. Chúng tôi vẫn đang tìm hiểu những điều cơ bản.
Blazars thống trị bầu trời tia gamma, những đốm rời rạc trên phông nền tối của vũ trụ. Khi vật chất gần đó rơi vào lỗ đen siêu lớn ở trung tâm của một blazar, ông cho ăn lỗ đen, nó phun một phần năng lượng này trở lại vũ trụ như một tia hạt.
Các nhà nghiên cứu trước đây đã đưa ra giả thuyết rằng các máy bay phản lực này được giữ với nhau bằng các đường gân từ trường mạnh, trong khi ánh sáng phản lực được tạo ra bởi các hạt xoắn ốc xung quanh các dòng từ trường mỏng manh này.
Tuy nhiên, cho đến nay, các chi tiết đã được hiểu tương đối kém. Nghiên cứu gần đây làm đảo lộn sự hiểu biết phổ biến về cấu trúc máy bay phản lực, cho thấy cái nhìn sâu sắc mới về những con thú bí ẩn nhưng hùng mạnh này.
Công trình này là một bước quan trọng để tìm hiểu vật lý của các máy bay phản lực này, Giám đốc KIPAC Roger Blandford cho biết. Đây là loại quan sát này sẽ giúp chúng ta có thể tìm ra giải phẫu của họ.
Trong suốt một năm quan sát, các nhà nghiên cứu đã tập trung vào một máy bay phản lực blazar cụ thể, 3C279, nằm trong chòm sao Xử Nữ, theo dõi nó trong nhiều băng sóng khác nhau: tia gamma, tia X, quang học, hồng ngoại và radio. Blazars nhấp nháy liên tục, và các nhà nghiên cứu dự kiến những thay đổi liên tục trong tất cả các băng sóng. Tuy nhiên, giữa năm nay, các nhà nghiên cứu đã quan sát thấy một sự thay đổi ngoạn mục trong phát xạ tia gamma và tia gamma: một tia sáng kéo dài 20 ngày trong tia gamma đi kèm với sự thay đổi mạnh mẽ của ánh sáng quang học phản lực.
Mặc dù hầu hết ánh sáng quang học không được phân cực - bao gồm ánh sáng với sự pha trộn đồng đều của tất cả các phân cực - sự uốn cong cực độ của các hạt năng lượng xung quanh một đường sức từ có thể phân cực ánh sáng. Trong thời gian bùng phát tia gamma 20 ngày, ánh sáng quang học từ máy bay phản lực đã thay đổi sự phân cực của nó. Mối liên hệ tạm thời giữa những thay đổi trong ánh sáng tia gamma và những thay đổi trong phân cực quang cho thấy ánh sáng ở cả hai dải sóng được tạo ra trong cùng một phần của phản lực; trong 20 ngày đó, một cái gì đó trong môi trường địa phương đã thay đổi để làm cho cả ánh sáng quang học và tia gamma thay đổi.
Chúng tôi có một ý tưởng khá hay về nơi tạo ra ánh sáng quang học phản lực; bây giờ chúng ta biết các tia gamma và ánh sáng quang học được tạo ra ở cùng một nơi, lần đầu tiên chúng ta có thể xác định được các tia gamma đến từ đâu, Hayashida nói.
Kiến thức này có ý nghĩa sâu rộng về cách một lỗ đen siêu lớn tạo ra các tia cực. Phần lớn năng lượng được giải phóng trong một máy bay phản lực thoát ra dưới dạng tia gamma, và các nhà nghiên cứu trước đây nghĩ rằng tất cả năng lượng này phải được giải phóng gần lỗ đen, gần nơi vật chất chảy vào lỗ đen từ bỏ năng lượng của nó địa điểm đầu tiên. Tuy nhiên, kết quả mới cho thấy - giống như ánh sáng quang học - các tia gamma được phát ra tương đối xa so với lỗ đen. Điều này, Hayashida và Madejski cho biết, lần lượt cho thấy rằng các đường sức từ phải bằng cách nào đó giúp năng lượng đi xa khỏi lỗ đen trước khi nó được giải phóng dưới dạng tia gamma.
Những gì chúng tôi tìm thấy rất khác so với những gì chúng tôi đang mong đợi, đã nói Madejski. Dữ liệu cho thấy các tia gamma được tạo ra không phải một hoặc hai ngày ánh sáng từ lỗ đen [như dự kiến] mà gần hơn một năm ánh sáng. Thật bất ngờ."
Ngoài việc tiết lộ nơi sản xuất ánh sáng phản lực, sự thay đổi dần dần của phân cực ánh sáng quang học còn cho thấy một điều bất ngờ về hình dạng tổng thể của máy bay phản lực: máy bay phản lực xuất hiện đường cong khi nó đi ra khỏi lỗ đen.
Hayash Tại một thời điểm trong một đợt bùng phát tia gamma, sự phân cực xoay khoảng 180 độ khi cường độ ánh sáng thay đổi, Hayashida nói. Điều này cho thấy rằng toàn bộ đường cong phản lực.
Sự hiểu biết mới này về hoạt động bên trong và chế tạo máy bay phản lực blazar đòi hỏi một mô hình hoạt động mới của cấu trúc máy bay phản lực, một trong đó máy bay phản lực cong mạnh và ánh sáng mạnh mẽ nhất bắt nguồn từ lỗ đen. Điều này, Madejski nói, là nơi các nhà lý thuyết đến. Từ nghiên cứu của chúng tôi đặt ra một thách thức rất quan trọng đối với các nhà lý thuyết: làm thế nào bạn chế tạo được một máy bay phản lực có khả năng mang năng lượng từ lỗ đen? Và làm thế nào chúng ta có thể phát hiện ra điều đó? Đưa các đường sức từ vào tài khoản là không đơn giản. Các tính toán liên quan rất khó thực hiện phân tích và phải được giải quyết bằng các sơ đồ số cực kỳ phức tạp.
Nhà lý thuyết Jonathan McKinney, thành viên Stanford của Đại học Stanford và là chuyên gia về sự hình thành của máy bay phản lực từ hóa, đồng ý rằng kết quả đặt ra nhiều câu hỏi như họ trả lời. Có một cuộc tranh cãi lâu dài về những chiếc máy bay phản lực này - về chính xác nơi phát xạ tia gamma đến từ đâu. Công việc này hạn chế các loại mô hình máy bay phản lực có thể, ông McKinney, người không liên quan đến nghiên cứu gần đây cho biết. Từ quan điểm của nhà lý thuyết, tôi rất phấn khích vì điều đó có nghĩa là chúng ta cần suy nghĩ lại về các mô hình của mình.
Khi các nhà lý thuyết xem xét cách các quan sát mới phù hợp với các mô hình về cách thức hoạt động của máy bay phản lực, Hayashida, Madejski và các thành viên khác trong nhóm nghiên cứu sẽ tiếp tục thu thập thêm dữ liệu. Càng có một nhu cầu rõ ràng để thực hiện các quan sát như vậy trên tất cả các loại ánh sáng để hiểu rõ hơn về điều này, đã nói Madejski. Phần mềm cần rất nhiều sự phối hợp để thực hiện loại nghiên cứu này, bao gồm hơn 250 nhà khoa học và dữ liệu từ khoảng 20 kính viễn vọng. Nhưng nó có giá trị.
Với các nghiên cứu đa bước sóng trong tương lai này, các nhà lý thuyết sẽ có cái nhìn sâu sắc mới để chế tạo các mô hình về cách thức các máy gia tốc lớn nhất của vũ trụ. Darth Vader đã bị từ chối tất cả quyền truy cập vào các kết quả nghiên cứu này.
Nguồn: Thông cáo báo chí của Phòng thí nghiệm máy gia tốc quốc gia DOE / SLAC, một bài báo trong số ra ngày 18 tháng 2 năm 2010 của Tự nhiên.
