Vino si tu pe pagina de Facebook pentru o stire de stiinta, explicata simplu, in fiecare zi!
Pagina de Facebook!
În fiecare zi, o nouă fotografie din universul nostru fascinant împreună cu o explicaţie scrisă de către un astronom profesionist: Astronomy Picture Of the Day
   
Fizica Povestita

I
Fizica Povestita

Cele mai puternice acceleratoare cosmice au fost intelese inca si mai bine

Autor: Adrian Buzatu

Cele mai puternice acceleratoare cosmice au fost înţelese încă şi mai bine. Unele găuri negre din centrele galaxiilor emit jeturi foarte intense şi foarte focalizate de materie şi energie, iar predicţii subtile ale teoriei ce descrie acest fenomen au fost confirmate experimental, în premieră, de cercetătorii americani ce au folosit radiotelescoapele Very Large Array din New Mexico, SUA. Studiul a fost publicat astăzi, 24 aprilie 2008, în prestigioasa revistă Nature.  

În centrul aprope fiecări galaxii din Univers se află o gaură neagră, dar numai unele dintre acestea sunt nuclee galactice active, emiţând două jeturi intense şi foarte focalizate de particule şi lumină de-a lungul axei de rotaţie a găurii negre. Studiul acesta relevă noi secrete ale complexului fenomen în care materia ce cade spre gaura neagră din toate direcţiile este accelerată şi ejectată în spaţiu în doar două direcţii.

Studiul a constat într-o verificare experimentală răsunătoare a predicţiilor teoretice. Disciplina teoretică care se ocupă cu înţelegerea obiectelor cosmice precum găurile negre se numeşte astrofizică. Aparatul de măsură în astrofizică este telescopul, iar pentru o precizie încă şi mai bună, o reţea de telescoape lucrând împreună. Exact pe acest principiu a fost construit Very Large Array, unul dintre cele mai precise observatoare astronomice actuale. Este situat în deşertul New Mexico din Statele Unite şi constă din 27 de antene precise ce detectează lumina provenită de la corpuri cosmice îndepărtate.

Very Large Array, ansamblu de radiotelescoape pentru masurători de prezizie în astrofizică

Imagine 1: Sursa fotografiei: National Radio Astronomy Observatory, laboratorul american ce a costruit şi operează reţeaua de telescoape.

De data aceasta au studiat cu o nemaiîntâlnită precizie nucleul activ al galaxiei BL Lacertae, situată la aproape un miliard de ani-lumină departare de Pământ, cu scopul de a observa toate detaliile formării acestor jeturi foarte intense, dar foarte focalizate de particule şi lumină. 


Atrasă gravitaţional de gaura neagră, materia din jur cade spre aceasta, dar într-o mişcare circulară tot mai accelerată, în planul perpendicular pe direcţia de rotaţie a găurii negre, formând astfel un disc de acreaţie. Particulele câştigă viteză aşadar pe seama energiei gravitaţionale. Responsabil însă pentru schimbarea direcţiei particulelor încărcate electric (fără a le schimba viteza) este câmpul magnetic. Un nucleu galactic cu câmp magnetic foarte intens ar focaliza jeturile de particule numai de-a lungul axei sale de rotaţie. Detaliile acestui proces complex nu erau cunoscute în totalitate. De-a lungul procesului de accelerare, cum particulele în cauză sunt încărcate electric, ele vor emite lumină. Tocmai această lumină este cea care este detactată apoi pe Pământ de radiotelescoape.

Un nucleu galactiv activ tipic cuprinde un disc de acreaţie şi emite două jeturi intense şi focalizate de particule încărcate electric şi de lumină.

Imagine 2: Un nucleu galactiv activ tipic cuprinde un disc de acreaţie şi emite două jeturi intense şi focalizate de particule încărcate electric şi de lumină.

Rezultatele experimentale publicate în acest articol din Nature au adus însă clarificări foarte importante la procesul complex de formare a acestor emisii de particule şi lumină. Conducătorul întregului experiment, Alan Marscher de la universitatea Boston din SUA, rezumă: "În premieră mondială am reuşit să surprindem cum arată aceste jeturi când sunt foarte aproape de gaura neagră şi încă în stadiul de formare. Cunoştinţele acestea sunt foarte importante pentru înţelegerea funcţionării acestor acceleratoare cosmice foarte masive".

Mai precis, rezultatul cercetării este confirmarea experimentală în premieră a mai multor predicţii ale teoriei. Mai întâi, ei au observat că particulele emise în spaţiu au o mişcare în spirală, rotindu-se în jurul direcţiei în care avansează. Apoi au observat şi o emisie târzie de lumină, în plus faţă de emisiile continue de lumină pe măsură ce materia este accelerată. În al treilea rând, când emisia se face în direcţia Pământului, intensitatea luminii măsurate de telescoape creşte.

Cum vede un artist regiunea din imediata vecinătate a unei găuri negre foarte masive, unde câmpuri magnetice intense se suprapun, ducând la o mişcare în spirală a particulelor în interiorul jetului.  Credit: Marscher et al., Wolfgang Steffen, Cosmovision, NRAO/AUI/NSF

Imagine 3: Cum vede un artist regiunea din imediata vecinătate a unei găuri negre foarte masive, unde câmpuri magnetice intense se suprapun, ducând la o mişcare în spirală a particulelor în interiorul jetului.  Credit: Marscher et al., Wolfgang Steffen, Cosmovision, NRAO/AUI/NSF.

Toate acestea întăresc încrederea oamenilor de ştiinţă în modele teoretice de astrofizică. Cunoaştem astfel mai bine acest mecanism de accelerare cosmică, de un milion de ori mai eficient decât al celui mai puternic accelerator de particule de pe Pământ, Large Hadron Collider de la laboratorul European CERN.  În incheiere merită subliniat ce a permis cercetătorilor ca fotografiile lor să surprindă aceste detalii fine ale jeturilor şi anume faptul că ei colectează lumină de la mai multe radiotelescoape ce lucrează împreună, formând Very Large Array, iar nu de la unul singur.

Articol scris pentru pentru StiintaAzi.ro [www.stiintaazi.ro] de Adrian Buzatu, doctorand în fizica particulelor elementare la Universitatea McGill, Montreal, Canada, totodată absolvent al Colegiului Naţional "Fraţii Buzeşti" din Craiova.

Abonează-te la newletter:

Caută în site



Formular de contact

Advertisment ad adsense adlogger