Misterioasele raze gamma. Astronomii au ajuns la o nouă explicație pentru excesul din Univers

Razele gamma, cele mai energetice particule din Univers, reprezintă un mister nepieritor. Pur și simplu nu știm de unde provin.

Bineînțeles, putem urmări unele raze gamma, însă există mai multă radiație gamma și neutrino în Univers decât putem explica. Acum, astronomii au descoperit o explicație pentru o parte din acest exces: găurile negre aproape latente.

• Ce este ura și de ce apare?
• De ce ne gândim obsesiv la aceleași lucruri noaptea

Asta poate explica excesul de raze gamma „ușoare” din Univers fără a se baza pe electronii reci (nontermici), care a fost mereu o explicație problematică, având în vedere că electronii devin încinși în intervale de timp considerate prea scurte pentru a genera particule de mare energie.

Razele gamma și neutrinii nu sunt tocmai rari. Radiația gamma este cea mai energetică formă de lumină din Univers, iar aceasta a fost detectată la cantități de energie extraordinar de mari, adică cele ce pot fi măsurate doar prin teraelectronvolți.

Un exces de raze gamma și neutrini fără explicație

Neutrinii, sau particulele-fantomă, sunt particule aproape fără masă care se deplasează prin Univers, interacționând foarte puțin cu orice altceva. Omenirea a detectat și neutrini cu energie foarte mare.

Astfel încât să obțină aceste energii, fotonii și particulele din interior au nevoie de prezența unui accelerator cosmic. Acestea ar trebui să fie obiecte de mare energie, cum ar fi rămășițele de supernova, sau o gaură neagră care devorează în mod activ material.

Dar, chiar și atunci când luăm în calcul aceste surse de mare energie, tot rămânem cu un exces de raze gamma cu energii mai scăzute, precum și cu un exces de neutrini, fapt ce este dificil de explicat, scrie Science Alert.

Potrivit unei echipe de cercetători coordonată de astronomul Shigeo Kimura de la Universitatea Tohoku din Japonia, acel exces ar putea proveni de la o sursă neașteptată. Găurile negre supermasive care sunt aproape latente, adică nici complet inactive, dar nici active în totalitate.

Fiecare galaxie are o gaură neagră supermasivă în centrul său

Atunci când o gaură neagră supermasivă este activă, aceasta este înconjurată de un disc de praf și gaz. Forțele imense din jurul găurii negre încălzesc materialul din disc astfel încât acesta produce o gamă largă de lungimi de undă electromagnetice, inclusiv radiație gamma. Mai mult, o parte din material este aruncat în spațiu.

Oamenii de știință cred că fiecare galaxie conține o gaură neagră supermasivă în centrul său, însă nu toate sunt active. Gaura neagră supermasivă din Calea Lactee, spre exemplu, este destul de adormită.

Potrivit lui Kimura și echipei sale, excesul de raze gamma cu energie scăzută (mai degrabă megaelectronvolți decât giga sau teraelectronvolți) ar putea fi produs de găuri negre supermasive care sunt mai puțin luminoase și nu pot fi observate de telescoapele noastre de pe Terra.

Există suficient de multe găuri negre supermasive „liniștite” în Univers

Astronomii au desfășurat și calcule, astfel aflând cum ar funcționa acest proces. Deși există mai puțin material în jurul acestor găuri negre inactive, tot există o anumită cantitate, iar aceasta este inevitabil încălzită.

De fapt, această plasmă fierbinte ar putea atinge miliarde de grade Celsius, îndeajuns de fierbinte încât să genereze radiație gamma în intervalul de megaelectronvolți, sau ceea ce noi numim raze gamma „ușoare”.

În interiorul acestei plasme, protonii pot fi accelerați la viteze mari. Atunci când acești protoni de mare energie interacționează cu radiația și materia, aceștia pot genera neutrini, astfel explicând excesul de neutrino. Există suficient de multe astfel de găuri negre supermasive „liniștite” în Univers astfel încât să explice măcar o parte din acest exces.

Până acum, aceasta este doar o ipoteză, însă calculele matematice o confirmă. Înarmați cu aceste noi informații, astronomii sunt cu un pas mai aproape de elucidarea misterului razelor gamma.

Vă mai recomandăm să citiți și:

Misterul unor radiații gamma a fost rezolvat. Ce au descoperit cercetătorii

Indicii despre formarea Sistemului Solar, descoperite într-o regiune activă de formare stelară din apropiere

Premieră astronomică. Oamenii de știință au confirmat coliziunea dintre o gaură neagră și o stea neutronică

Astronomii au descoperit gaura neagră cea mai apropiată de Pământ