Сложность блазара: Вспышки в сердце галактики

[fiberline]

Из активных центров крупных галактик к нам приходят мощные вспышки излучения сразу во всех диапазонах спектра. Считается, что они связаны с активностью сверхмассивных черных дыр. Однако новое исследование показало, что не все здесь так просто.

http://www.popmech.ru/images/spacer.gif (http://www.popmech.ru/article/5192-slozhnost-blazara/images/upload/article/blackhole_0_1237734681_full.jpg)
В активных центрах галактик сверхмассивные черные дыры поглощают материю, как колоссальные пылесосы, создавая джеты – выбросы частиц, летящих на околосветовых скоростях

http://www.popmech.ru/images/spacer.gifhttp://www.popmech.ru/images/upload/article/blackhole_0_1237734681_full.jpg

http://www.popmech.ru/images/spacer.gif (http://www.popmech.ru/article/5192-slozhnost-blazara/images/upload/article/blackhole_1_1237734681_full.jpg)
Международная команда ученых сообщила о завершении большого исследования с участием и наземных, и орбитальных телескопов. Картина, полученная после обработки и анализа снимков, сделанных в видимом, рентгеновском и гамма-диапазоне, оказалась намного сложнее, чем ученые ожидали, и, возможно, позволит переосмыслить существующие теории возникновения излучения. А посвящено исследование было тому, что происходит в бурных сердцах крупных галактик наподобие нашего Млечного Пути – в сверхмассивных черных дырах.

Под объективы на этот раз попала галактика PKS 2155-304, содержащая блазар (http://www.popmech.ru/article/5192-slozhnost-blazara/go.php?url=http%3A%2F%2Fru.wikipedia.org%2Fwiki%2F %C1%EB%E0%E7%E0%F0). Блазары – мощнейшие источники электромагнитного излучения во всех диапазонах. Считается, что именно сверхмассивные черные дыры являются их источниками: затягивая огромные массы материи и бешено вращаясь, они выбрасывают противоположно направленные потоки частиц – джеты, несущиеся на околосветовых скоростях. Процесс этот до конца непонятен, однако он порождает мощные вспышки излучения сразу во всех диапазонах электромагнитного спектра.

Сама по себе PKS 2155-304 расположена в 1,5 млрд световых годах от нас, в созвездии Южная Рыба (http://www.popmech.ru/article/5192-slozhnost-blazara/go.php?url=http%3A%2F%2Fru.wikipedia.org%2Fwiki%2F %DE%E6%ED%E0%FF_%D0%FB%E1%E0_%28%F1%EE%E7%E2%E5%E7 %E4%E8%E5%29). Обычно исследователя блазар этот выглядит слабым, но обнаружимым источником гамма-лучей. Но в те моменты, когда происходят особенно мощные выбросы – как это произошло в 2006 г. – он превращается в один из самых мощных источников гамма-излучения на всем небосводе, неся энергии до 50 триллионов больше, чем видимый свет.

Поглощение этого высокоэнергетического излучения атмосферой Земли создает каскад короткоживущих и быстрых субатомных частиц. Пролетая в воздухе, они теряют энергию со слабыми голубоватыми вспышками – их-то и зафиксировал массив наземных телескопов HESS (http://www.popmech.ru/article/5192-slozhnost-blazara/go.php?url=http%3A%2F%2Fwww.mpi-hd.mpg.de%2Fhfm%2FHESS%2F), изучая блазар PKS 2155-304.

Менее энергетические гамма-лучи детектировались непосредственно, с помощью телескопа LAT, работающего на борту орбитального аппарата Fermi (http://www.popmech.ru/article/5192-slozhnost-blazara/go.php?url=http%3A%2F%2Fwww.nasa.gov%2Ffermi). Кстати, этот новенький зонд уже успел провести съемку самой мощной гамма-вспышки в истории – читайте: «Гамма-королева (http://www.popmech.ru/article/5192-slozhnost-blazara/article/5088-gamma-koroleva/)». Наконец, рентгеновский диапазон излучения блазара позволило охватить использование орбитальных телескопов Swift (http://www.popmech.ru/article/5192-slozhnost-blazara/go.php?url=http%3A%2F%2Fwww.nasa.gov%2Fmission_pag es%2Fswift%2Fmain%2Findex.html) и RXTE (http://www.popmech.ru/article/5192-slozhnost-blazara/go.php?url=http%3A%2F%2Fheasarc.gsfc.nasa.gov%2Fdo cs%2Fxte%2FXTE.html). А в оптическом диапазоне снова поработал HESS.

В промежутке с 25 августа по 6 сентября 2008 г. эти инструменты вели наблюдение за блазаром в его обычном, «спокойном» состоянии. И результаты исследования оказались крайне интересными. Дело в том, что предыдущие данные показывали, что во время вспышек блазаров и рентгеновское, и гамма-излучение нарастают и снова спадают одновременно. Здесь же, пока блазар PKS 2155-304 был «спокоен», никакой одновременности их колебаний замечено не было.

Еще более странно то, что колебания в видимом диапазоне фиксировались синхронно с гамма-излучением. Чем объяснить такую связь – непонятно, однако ясно, что довольно простой механизм работы блазаров, который предполагался до сих пор, придется во многом пересматривать.

Напомним, кстати, еще об одной работе, связанной с блазарами. В ходе нее был показан крайне интересный эффект, выходящий за рамки теорий Эйнштейна. Читайте: «Элементарное непостоянство (http://www.popmech.ru/article/5192-slozhnost-blazara/article/2470-elementarnoe-nepostoyanstvo/)».

По пресс-релизу Max Planck Society (http://www.popmech.ru/article/5192-slozhnost-blazara/go.php?url=http%3A%2F%2Fwww.mpg.de%2Fenglish%2Fill ustrationsDocumentation%2Fdocumentation%2FpressRel eases%2F2009%2FpressRelease20090319%2Findex.html)

Оригинал статьи здесь: http://www.popmech.ru/article/5192-slozhnost-blazara/

[Кесарь]

Напомним, кстати, еще об одной работе, связанной с блазарами. В ходе нее был показан крайне интересный эффект, выходящий за рамки теорий Эйнштейна. Читайте: Элементарное непостоянство

Читаем: "Астрономы «рассортировали» поступающие оттуда с каждой вспышкой гамма-фотоны на низко- и высокоэнергетические. Поскольку испущены они были одновременно, а скорость света для них одинакова, и регистрироваться они должны ровно в одно и то же время. Но – увы! – оказалось, что высокоэнергетические частицы прибывают с запозданием около 4 минут.

Что же происходит? К сожалению, пока никто не готов дать объяснения этому феномену. Авторы исследования считают, что эта странность является следствием взаимодействия гамма-фотонов с «квантовой пеной» - своего рода планковских размеров (т.е. порядка 10-35 м) «турбулентностей» в пространстве-времени."

Да, не получается никак отказаться от структурности нижнего уровня организации Вселенной. Не выходит каменный цветок...

Кстати говоря турбулентности бывают в газе. Что "турбулирует" в данном случае? :D

[fiberline]

Вообще я далёк от науки такого уровня, но почему-то, прочитав ваше сообщение в голове мгновенно образовалась теория.
Возможна ли ситуация, при которой частицы обладающие более высокой энергией проходя в близи объектов с мощной гравитацией, отклоняются в сторону и соответственно преодолевают несколько большее расстояние.

[Кесарь]

Возможна ли ситуация, при которой частицы обладающие более высокой энергией проходя в близи объектов с мощной гравитацией, отклоняются в сторону и соответственно преодолевают несколько большее расстояние.

Возможно всё, но каков механизм? Фотоны ж не имеют массы (по официальным данным ясен пень), а гравитация воздействует именно на массу. Эт во-первых. А во вторых, какая разница для гравитации в этих фотонах?

[fiberline]

Возможно всё, но каков механизм? Фотоны ж не имеют массы (по официальным данным ясен пень), а гравитация воздействует именно на массу.

Как вариант, вот этот механизм:

Гравитационная линза

Любое массивное тело (планета, звезда) или система тел (галактика, скопление галактик), искривляющая своим гравитационным полем направление распространения излучения, подобно тому, как искривляет световой луч обычная линза.
Эффект гравитационной линзы был предсказан А.Эйнштейном, который в 1915 г. в рамках общей теории относительности впервые правильно вычислил угол отклонения луча света в гравитационном поле. Во время полного солнечного затмения 29 мая 1919 г. английские астрономы измерили отклонение света звезд, проходящего вблизи поверхности Солнца: смещение изображений звезд составило 1.75" в полном согласии с предсказанием Эйнштейна. Английский физик О.Лодж в 1919 г., по-видимому, первым использовал термин "линза", говоря об отклонении электромагнитного луча гравитацией. Петербургский физик О.Хвольсон в 1924 г. опубликовал в журнале "Astronomische Nachrichten" заметку о том, что луч света далекой звезды может быть отклонен притяжением другой звезды-линзы, в результате чего возникнет второе изображение далекой звезды; в случае, когда обе звезды и наблюдатель находятся на одной прямой, изображение будет иметь форму кольца. Эйнштейн опубликовал в 1936 г. в журнале "Science" заметку, в которой по просьбе чешского инженера Р.Мандла рассмотрел линзоподобное действие одной звезды на другую и также указал на возможность кольцеобразного изображения. Ни Хвольсон, ни Эйнштейн не верили в возможность экспериментального обнаружения эффекта гравитационной линзы в случае обычных звезд.
Однако в 1937 г. американский астроном швейцарского происхождения Фриц Цвикки пришел к выводу, что эффект гравитационной фокусировки света можно наблюдать в том случае, если линзой является галактика. В 1979 г. английские астрономы Д. Волш и др. впервые обнаружили "двойной квазар" QSO 0957+16 A,B (красное смещение z=1.4 и угловое расстояние между компонентами около 6"). Когда выяснилось, что оба квазара изменяют свой блеск в унисон, астрономы поняли, что в действительности это два изображения одного квазара, обязанные эффекту грав итационной линзы. Вскоре нашли и саму линзу - далекую галактику (z=0.36), лежащую между Землей и квазаром. К концу ХХ в. обнаружено несколько десятков гравитационных линз. Некоторые изображения действительно имеют форму ровного или разорванного кольца, которое называют "кольцом Эйнштейна" или "кольцом Хвольсона-Эйнштейна". Позже был обнаружен эффект гравитационной линзы и в пределах нашей Галактики: однократная спонтанная переменность блеска некоторых звезд указывает на то, что между ними и Землей проходят массивные и довольно темные тела, природа которых пока не ясна.

Автор: Сурдин В.Г.
Источник: http://www.astronet.ru/db/msg/1162190

Дополнительно: wikipedia (http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%93%D1%80%D0%B0%D0%B2%D0%B8%D1%82%D0%B0%D1%86%D 0%B8%D0%BE%D0%BD%D0%BD%D0%B0%D1%8F_%D0%BB%D0%B8%D0 %BD%D0%B7%D0%B0)

Принимая во внимание данные из этой статьи, можно вообще предположить, что эти частицы (фотоны) одни и те же, просто запоздавшие прошли через линзу.

[Кесарь]

Повторю вопрос: какое дело гравитации, и соответственно гравитационной линзе, до разнице в энергетике фотонов, тем более, что фотон типа не имеет массы вообще?

Гравитационная линза должна бы воздействовать одинаково, не находите? Это раз. Ну и второе, что либо фотон не имеет массы, либо это не гравитационная линза, а какая-то иная.

[VictorT]

Ну и второе, что либо фотон не имеет массы, либо это не гравитационная линза, а какая-то иная.
Газовая, например.

[fiberline]

То, что фотон не имеет массы, и ежу понятно !
Но как я уже писал выше, экспериментально доказано, что мощная гравитация так или иначе отклоняет свет.


( какое дело гравитации, и соответственно гравитационной линзе, до разнице в энергетике фотонов)
Разници ей может и ни какой до энергетики фотона (хотя я не исключал бы того, что при прохождении через какую-либо линзу, фотон может потерять, а может и приобрести энергию), но суть моего предположения от этого не меняется, а суть вот в чём:
Некий объект излучает фотоны с одинаковой энергией, далее часть фотонов попавшая в какую-то линзу (например гравитационную) необъяснимым пока образом, переходит в состояние с более высокой энергией, НО проходя через такую линзу отстаёт во времени (напрмер из-за большего расстояния возникшего в результате отклонения траэктории гравитацией или из-за хаотичного движения в нутри линзы).
Остальные фотоны, не попавшие в объект-линзу, достигают наблюдателя с начальной энергией и раньше по времени.

Повторю на всякий случай, я не учёный физик, и всё, что я написал, это только мои предположения возникшие в меру понимания опсуждаемой темы !

[Кесарь]

То, что фотон не имеет массы, и ежу понятно !

Да ну? Мне вот непонятно, но наверное это потому, что я не ёж.


Но как я уже писал выше, экспериментально доказано, что мощьная гравитация так или иначе отклоняет свет.

Да, и этому факту есть не одно объяснение.


Некий объект излучает фотоны с одинаковой энергией, далее часть фотонов попавшая в какую-то линзу (например гравитационную) необъяснимым пока образом, переходит в состояние с более высокой энергией, НО проходя через такую линзу отстаёт во времени (напрмер из-за большего расстояния возникшего в результате отклонения траэктории гравитацией или из-за хаотичного движения в нутри линзы).

Слишком сложно и слишком много новых сущностей, каждая из которых умозрительна. И всё это для своей работы требует верности таких же умозрительных построений Эйнштейна.

Тогда как модель "разница в скорости в зависимости от структуры самого фотона и соответственно немного различного взаимодействия со средой" значительно более физична и не опирается на схоластические постулаты.

Тут где-то Хайдаров давал ссылочку на свои (и не только) работы, где показано, что скорость ЭМ-волны зависит от частоты (и энергии...). Может оказаться полезным. И хотя свет не есть ЭМ-волна, но механизм разницы скоростей вполне может быть аналогичным, ведь он восходит к одному источнику - свойствам газовой (эфирной) среды.

[Ar-Gen-Tum]

Любое мат. тело имеет массу и энергию.
Есть такая формула E = m*c^2, где c^2 некая постоянная.
Физический смысл состоит в том, что энергия и масса связаны между собой константой.
E/m = c^2
Есть также две фундаментальные константы:
мю0 - магнитная проницаемость вакуума
епсилон0 - диэлектрическая проницаемость вакуума
Так вот 1/(мю0*епсилон0) = c^2 , где c^2 та-же константа, что ивыше.
Квадратный корень из c^2 имеет размерность скорости
и численно равен скорости света в вакууме, обозначаемой c .
Во как интересно получается.
m/E = мю0*епсилон0 и всегда постоянно. В нашей части вселенной.
Квант электромагнитного излучения(фотон) не имеет массы покоя,
что автоматом означает, что он никогда не пребывает в покое.
Либо он есть, либо его нет.