天文学者は、銀河M87の中心にある超大質量ブラックホールの近くから流れるガンマ線を発見しました。ナミビアにあるH.E.S.S.と呼ばれる特別な装置は、これらの光線が私たちの大気に当たったときを検出し、その発生源をたどることができます。天文学者は、ブラックホールの周りの太陽系よりも大きくない領域が、このガンマ線の流出の原因であると判断しました。ブラックホールは宇宙粒子加速器のように機能しています。
H.E.S.S.の宇宙物理学者の国際チームコラボレーションは、電波銀河M 87からの超高エネルギー（VHE）ガンマ線のフラックスにおける短期変動の発見を発表しました。ナミビアでは、コラボレーションによってチェレンコフ望遠鏡として知られる検出システムが構築および運用されています。これらのガンマ線を地上から検出できるようにします（注を参照）。このシステムを近くの銀河M 87に向けると、チームは過去4年間にVHEガンマ線を検出しました。しかし、本当の驚きは、放出の強度が数日以内に劇的に変化するように見えることがあるということです。
巨大電波銀河M 87
乙女座にある5,000万光年離れたこの銀河には、粒子と磁場の噴流が放出される3億個の太陽質量の超大質量ブラックホールが潜んでいます。ただし、以前に観測された銀河系外のVHEガンマ線源（Blazarsとして知られている）とは異なり、M 87のジェットは地球に向かっていないが、約30°の角度で見られます。ブレイザーでは、ガンマ線はジェット内で放出され、ジェット方向の周りでコリメートされ、ジェット粒子の相対論的運動によってエネルギーと強度が増大すると考えられています。したがって、M 87は新しいタイプの銀河系外ガンマ線源です。
M 87からのVHEガンマ線放出の最初の兆候は、1998年にHEGRAチェレンコフ望遠鏡（H.E.S.S.の前駆体実験の1つ）で見られました。 H.E.S.S.結果、これらの適応症はより大きな自信を持って確認されました。 M 87からのVHEガンマ線のフラックスはかなり微弱です。 VHEガンマ線では、これまで他の電波銀河は見られませんでした。恐らく、ほとんどが比較的近くのM 87よりも遠いためです。
短い時間スケールの変動性からわかること
変動の時間スケールは、放出領域の最大サイズの指標です。放出領域の後端からのガンマ線は到達するまでより長く移動するため、可変時間スケールは、放出領域を通過するのに必要な時間よりもはるかに短くなることはありません。このような変動測定は、遠くのオブジェクトの放出サイトのサイズを制限するために頻繁に使用され、空の角度の広がりに基づいてオブジェクトのサイズを測定するよりも正確です。 H.E.S.S.から見た数日の変動時間スケールM 87は非常に短く、他の波長で検出されるよりも短いです。これは、VHEガンマ線を生成する領域のサイズが太陽系のサイズとほぼ同じであることを示しています（1013 m、電波銀河M 87全体のサイズの約0.000001％）。 「これは、M 87の中心にある超大質量ブラックホールの地平線よりもはるかに大きくはありません」とH.E.S.S.のMatthias Beilickeは言います。ハンブルク大学で働く科学者。
この観察により、M 87の中央ブラックホールのすぐ近くがVHEガンマ線の生成に最も適した場所になります。 M 87のジェットの他の構造は、スケールが大きくなる傾向があります。製造プロセスの物理学はまだ決定されておらず、H.E.S.S。によるこの発見がブラックホールに近接しているため、完全に新しいメカニズムを呼び出すことができます。チームが実証しました。ジェット機が私たちを向いているブレイザーズとは異なる生産メカニズムを扱っている可能性があります。ブラックホールの近くのこの領域では、ブラックホールから降り注ぐ物質が相対論的プラズマジェットも発生させています。これは、一般にまだ完全には理解されていないプロセスです。ガンマ線がこの暴力的な領域から脱出できることは意外に思われるかもしれませんが、M 87のブラックホールは他のブラックホールと比較して比較的低い割合で物質を降着させるので可能です。また、他の銀河系外のソースで発生しているような相対論的効果が何らかのレベルで寄与していることを除外することはできませんが、ジェットが私たちを指していないことを考えると、大きな相対論的効果はほとんどありません。
H.E.S.S.先導する
この銀河系外の情報源の発見と先行して、H.E.S.S。これらの非常にエネルギッシュな光子がどのように生成されるかに関するプロセスを理解する方法を先導しています。電波銀河M 87は、これらの銀河のコアを研究するための優れた実験室であり、その超大質量ブラックホールは、粒子を非常に高いエネルギーに加速し、その過程でVHEガンマ線を放出するエンジンとして機能します。この物体は研究することができ、ジェットが中央の源の私たちの見方を覆い隠している、より多くの、しかしより遠いブレイザーと比較することができます。 M 87の場合、H.E.S.S。を使用して中央エンジンを明確に把握できるため、銀河系外のすべてのVHEガンマ線源をよりよく理解できるようになりました。
元のソース：Max Planck Societyニュースリリース
