Далекая галактика стреляет гамма-лучами

В апреле 2015 г. мощный поток гамма-лучей, идущий от далекой галактики, пройдя примерно половину Вселенной, врезался в атмосферу Земли. Этот поток породил целый каскад фотонов – которые достигли зеркал системы наблюдения Very Energetic Radiation Imaging Telescope Array System (VERITAS), расположенной в штате Аризона, США. Полученные при помощи этой решетки телескопов данные дали астрономам уникальную возможность взглянуть на эту далекую галактику и лежащую в её центре черную дыру.

Гамма-лучи представляют собой фотоны света с очень высокими энергиями. Эти гамма-лучи пришли со стороны галактики, известной как PKS 1441+25, которая относится к очень редкому типу галактик, называемому блазарами. В центре блазара лежит черная дыра, окруженная диском из горячего газа и пыли. Падение материи на черную дыру приводит к формированию двух противоположно направленных джетов, состоящих из высокоэнергетических частиц. Один из таких джетов в случае галактики PKS 1441+25 направлен в сторону Земли.

«Мы смотрим прямо «в дуло» релятивистского джета, – объясняет Вистан Бенбоу из Гарвард-Смитсоновского астрофизического центра (Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics, CfA), главный автор новой работы. – Вот почему мы вообще смогли увидеть эти гамма-лучи».

Одной из извечных проблем физики блазаров является определение точного местоположения источника гамма-излучения. Используя данные, полученные при помощи системы VERITAS, а также космического гамма-телескопа «Ферми», исследователи обнаружили, что источник гамма-лучей находится в границах джета, но неожиданно далеко от центральной черной дыры галактики. Эта излучающая область находится на расстоянии не менее одной десятой светового года от черной дыры, а вероятнее всего, на расстоянии пяти световых лет от черной дыры.

Более того, эта область, излучающая гамма-радиацию, оказалась крупнее, чем типичная для активной галактики область такого рода, составляя треть светового года в поперечнике.

«В этих джетах мы наблюдаем уплотнения. Возможно, что два таких уплотнения столкнулись, что и привело к энергетическому всплеску», – говорит соавтор Маттео Церутти из CfA.

Исследование было принято к публикации в журнале Astrophysical Journal Letters.