Ο πιο απόμακρος πίδακας ακτίνων-Χ δίνει πληροφορίες για το Big Bang

Από σελίδα ειδήσεων της NASA, 17 Νοεμβρίου 2003

Ο πιο απόμακρος πίδακας που έχει παρατηρηθεί ποτέ ανακαλύφθηκε σε μια εικόνα ενός κβάζαρ που πάρθηκε από το διαστημικό παρατηρητήριο των ακτίνων X, Chandra, της NASA.

Ο πίδακας, που εκτείνεται περισσότερο από 100.000 έτη φωτός από την υπερμεγέθη μαύρη τρύπα που τροφοδοτεί το κβάζαρ, εκτοξεύει σωματίδια υψηλής ενέργειας και δίνει πληροφορίες στους αστρονόμους για την ένταση της κοσμικής μικροκυματικής ακτινοβολίας υποβάθρου που υπήρχε πριν 12 δισεκατομμύρια χρόνια.


Η εικόνα του  κβάζαρ GB1508+5714 από το Chandra (πάνω αριστερά) αποκαλύπτει έναν πίδακα από σωματίδια υψηλής ενέργειας που επεκτείνεται περισσότερο από 100.000 έτη φωτός από τη μαύρη οπή που τροφοδοτεί το κβάζαρ. Σε μια απόσταση 12 δισεκατομμυρίων ετών φωτός από τη γη, είναι ο πιο απόμακρος πίδακας που έχει ανιχνευτεί ποτέ.

Η ανακάλυψη αυτού του πίδακα ήταν μια έκπληξη για τους αστρονόμους, σύμφωνα με τα μέλη της ομάδας. Οι αστρονόμοι ήξεραν από πριν ότι το απόμακρο κβάζαρ GB1508+5714 είναι μια ισχυρή πηγή ακτίνων-X,  αλλά δεν υπήρχε καμία ένδειξη στις προηγούμενες εικόνες για σύνθετη δομή ή ενός πίδακα.

"Αυτός ο πίδακας είναι σημαντικός επειδή μας επιτρέπει να εξετάσουμε την κοσμική ακτινοβολία του υποβάθρου 1.4 δισεκατομμύρια χρόνια μετά από το Big Bang," λέει η Aneta Siemiginowska του Κέντρου Αστροφυσικής Harvard- Smithsonian στο Κέιμπριτζ της Μασαχουσέτη, και επικεφαλής συντάκτης μιας έκθεσης σχετικά με αυτήν την έρευνα που δημοσιεύεται στις 20 Νοεμβρίου στο Astrophysical Journal Letters. Πριν από αυτήν την ανακάλυψη, ο πιο απόμακρος πίδακας ακτίνων X αντιστοιχούσε σε μια εποχή περίπου 3 δισεκατομμύριο έτη μετά από τη Μεγάλη Έκρηξη.

Τα κβάζαρ είναι πιθανά γαλαξίες στα οποία βρίσκεται μια ενεργός κεντρική υπερμεγέθης μαύρη τρύπα, που τροφοδοτείται με αέριο και άστρα. Αυτή η διαδικασία της προσαύξησης παρατηρείται συχνά ότι συνοδεύεται από την παραγωγή ισχυρών πιδάκων σωματιδίων υψηλής ενέργειας.

Καθώς τα ηλεκτρόνια στον πίδακα απομακρύνονται μακριά από το κβάζαρ, με ταχύτητα κοντά σε εκείνη του φωτός, κινούνται μέσω της κοσμικής ακτινοβολίας υποβάθρου, που απέμεινε από την καυτή αρχική φάση του σύμπαντος.

Όταν ένα γρήγορο ηλεκτρόνιο συγκρούεται με ένα από αυτά τα φωτόνια της ακτινοβολίας υποβάθρου, μπορεί να αυξήσει την ενέργεια των φωτονίων στην περιοχή των ακτίνων X. Η φωτεινότητα των ακτίνων X του πίδακα εξαρτάται από την ισχύ της ηλεκτρονικής δέσμης και την ένταση της ακτινοβολίας του υποβάθρου (περιβάλλοντος).

"Ο καθένας υποθέτει ότι η ακτινοβολία υποβάθρου θα αλλάζει με έναν προβλέψιμο τρόπο με το χρόνο, αλλά είναι σημαντικό να υπάρχει πειραματικός έλεγχος των προβλέψεων," λέει η Siemiginowska. "Αυτός ο πίδακας είναι, ενδεχομένως, ο πρώτος σε ένα μεγάλο δείγμα αυτών των απόμακρων αντικειμένων, που μπορούν να μας πουν με ποιο τρόπο η ένταση της κοσμικής μικροκυματικής ακτινοβολίας άλλαξε με το χρόνο".

"Στην πραγματικότητα, εάν αυτή η ερμηνεία είναι σωστή, τότε η ανακάλυψη αυτού του πίδακα είναι συνεπής προς την προηγούμενη πρόβλεψή μας ότι οι πίδακες των ακτίνων-X μπορούν να ανιχνευθούν πολύ μεγάλες αποστάσεις", εξηγεί ο Dan Schwartz, μέλος της ομάδας και επίσης του ιδίου Κέντρου για την Αστροφυσική.

Το Chandra παρατήρησε αρχικά το GB 1508+5714 με σκοπό τη μελέτη της εκπομπής ακτίνων X από τη σκόνη που βρέθηκε μεταξύ της Γης και του κβάζαρ. Ο πίδακας βρέθηκε αργότερα από τη Siemiginowska και τους συναδέλφους της όταν εξέτασαν τα στοιχεία μόλις έγιναν διαθέσιμα στο αρχείο του Chandra.

Αυτό οδήγησε έναν άλλο αστρονόμο να παρατηρήσει προσεκτικά στα ραδιοφωνικά μήκη κύματος το αντικείμενο. Πράγματι, οι παρατηρήσεις επιβεβαίωσαν την ύπαρξη του πίδακα που συνδέθηκε με το κβάζαρ GB 1508+5714.

Μια άλλη ομάδα αστρονόμων, που καθοδηγήθηκαν από τον Weimen Yuan του Πανεπιστημίου του Κέιμπριτζ, στο Ηνωμένο Βασίλειο, ανέφερε τελείως ανεξάρτητα την ανακάλυψη της εκπομπής των σωματιδίων από το GB 1508+5714 στις ακτίνες X.

Home