Астрономов уже давно волнует вопрос, где конкретно в джетах далёких активных галактик — одних из самых мощных и энергетических объектов Вселенной — происходят гамма-всплески? Близко к центральной сверхмассивной черной дыре и аккреционному диску, снабжающего эти системы энергией, либо на значительном расстоянии от «центрального двигателя», то есть на дальнем конце джета? Благодаря многочастотным, чрезвычайно точным радионаблюдениям за активным галактиками, которые в последнее время стали проводиться довольно часто, у учёных есть возможность приблизится к разгадке этих и многих других тайн черных дыр.
Международная команда астрономов во главе с Lars Fuhrmann из Max Planck Institute for Radio Astronomy, расположенного в Бонне (Германия) использовала некоторые из самых лучших однозеркальных телескопов, и данные космического гамма-телескопа NASA «Ферми», дабы изучить участки космического пространства, где происходят гамма-всплески. Впервые связь между масштабными космическими выбросами взрывного характера, наблюдаемыми в отдалённых галактиках в самой жёсткой части электромагнитного спектра (гамма-всплесками), и их «коллегами», фиксируемыми в радиочастотах, была выявлена одновременно для большой выборки галактик. Измерение задержек во времени между этими событиями позволило установить, что гамма-всплески происходят в непосредственной близости к сверхмассивным черным дырам.
Результаты проведенного исследования были опубликованы в последнем выпуске журнала «Monthly Notices of the Royal Astronomical Society», издаваемого Oxford University.
Активные галактики, а в большей степени их центральные области, характеризуются интенсивными физическими процессами. Вблизи вращающейся сверхмассивной черной дыры, масса которой в миллиарды раз больше массы Солнца, выделяется огромное количество энергии, часто в самых энергетических форма света. Эта эмиссия наблюдается, когда в черную дыру поступает газ и пыль, исходящие от окружающих её звезд. Материя поступает в черную дыру по спирали. Мощные магнитные поля «отшвыривают» часть поступающего газа, в результате чего формируются две мощные, великолепно коллимированные «струи» плазмы, исходящие из центра со скоростью, близкой к скорости света. Многие детали этого процесса, в частности механизм формирования высокоэнергетических гамма-квантов, их роль в процессах внутри джета, происхождение мощных вспышек излучения, по-прежнему не понятны учёным. Новые приборы и программы наблюдений, охватывающие значительную часть спектра всей энергии почти одновременно, позволяют по-новому взглянуть на физику этого процесса.
Используя самые инновационные однозеркальные радиотелескопы в мире — Effelsberg 100-m, IRAM 30-m и APEX 12-m — охватывающие одновременно почти 11 радиочастотных полос, команда исследователей смогла на протяжении нескольких лет отследить порядка 60 вспышек в мощных активных галактиках. По словам Anton Zensus, руководителя Max Planck Institute for Radio Astronomy (MPIfR), начиная с 90-х годов ХХ столетия учёные ломали голову над тем, связаны ли вспышки радиоизлучения с аналогичными событиями, происходящими в гамма-лучах. Благодаря комбинации радиоданных «F-GAMMA» и данных о гамма-излучении, полученным «Ферми», учёные наконец смогли получить ответ на этот вопрос, отмечает Anton Zensus.
Помимо радио-данных, полученных в рамках программы «F-GAMMA» исследовательская группа использовала гамма-наблюдения «Ферми» и новый статистический метод. По словам Stefan Larsson, из Stockholm University, полученные результаты указывают, что между радио- и гамма- всплесками есть прямая связь. Исследование показало, то радио-всплеск достигает телескопов намного позже, чем вспышка гамма-излучения — примерно через 10-18 дней.
