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.

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. 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. 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, изучая блазар PKS 2155−304.

Менее энергетические гамма-лучи детектировались непосредственно, с помощью телескопа LAT, работающего на борту орбитального аппарата Fermi. Кстати, этот новенький зонд уже успел провести съемку самой мощной гамма-вспышки в истории — читайте: «Гамма-королева». Наконец, рентгеновский диапазон излучения блазара позволило охватить использование орбитальных телескопов Swift и RXTE. 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».

По пресс-релизу Max Planck Society