Φυσαλίδες του νεφελώματος της Ανδρομέδας

2024 Συγγραφέας: Seth Attwood | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2023-12-16 16:02

Ρώσοι αστρονόμοι ανακάλυψαν γιγάντιες περιοχές ακτίνων γάμμα στο νεφέλωμα της Ανδρομέδας, παρόμοιες με τις «φυσαλίδες Fermi» στον Γαλαξία μας.

Το 2010, κατά την ανάλυση δεδομένων που συλλέχθηκαν από το διαστημικό τηλεσκόπιο Fermi (NASA), οι αστρονόμοι του Αστροφυσικού Κέντρου Harvard-Smithsonian ανακάλυψαν γιγάντιους σχηματισμούς που εκπέμπουν ακτίνες γάμμα στον Γαλαξία μας. Εξωτερικά, μοιάζουν με δύο τεράστιες φυσαλίδες που βρίσκονται εκατέρωθεν του επιπέδου του δίσκου του Γαλαξία μας και ονομάζονται «φυσαλίδες Fermi». Το μέγεθος κάθε φυσαλίδας είναι περίπου 25 χιλιάδες έτη φωτός (υπενθυμίζουμε ότι η διάμετρος του Γαλαξία είναι περίπου 100 χιλιάδες έτη φωτός) και η ηλικία υπολογίζεται από 2,5 έως 4 εκατομμύρια χρόνια. Τα τοιχώματα των φυσαλίδων εκπέμπουν στην περιοχή ακτίνων Χ.

Η προέλευση αυτών των σχηματισμών δεν έχει διαπιστωθεί με σαφήνεια, αν και έχουν διατυπωθεί αρκετές υποθέσεις. Οι αστροφυσικοί αποκαλούν μια αστρική έκρηξη ή κατακλυσμό που σχετίζεται με μια υπερμεγέθη μαύρη τρύπα στο κέντρο του γαλαξία, την αλληλεπίδραση των κοσμικών ακτίνων με την ύλη που περιβάλλει τον ορατό δίσκο του γαλαξία (γαλαξιακό φωτοστέφανο) και το μαγνητικό του πεδίο ως πιθανούς μηχανισμούς για την εμφάνιση του Fermi φυσαλίδες. Συγκεκριμένα, οι φυσαλίδες θα μπορούσαν να δημιουργηθούν από τη σύγκρουση ροών πλάσματος υψηλής ενέργειας από τη μαύρη τρύπα (πίδακες) με την ύλη που περιβάλλει τον γαλαξία.

Η ύπαρξη φυσαλίδων Fermi στον Γαλαξία μας οδηγεί σε μια φυσική υπόθεση για την πιθανή ύπαρξη παρόμοιων δομών σε άλλους γαλαξίες. Επιπλέον, αυτό αποδεικνύεται από ορισμένες παρατηρήσεις σε άλλες περιοχές. Προφανής στόχος για την αναζήτησή τους είναι το Νεφέλωμα της Ανδρομέδας (M31). Όχι μόνο είναι ο μεγαλύτερος γαλαξίας στην τοπική ομάδα και επίσης ο πλησιέστερος μεγάλος γαλαξίας στη Γη, αλλά έχει το ίδιο σπειροειδές σχήμα με τον Γαλαξία.

Maxim Pshirkov και Konstantin Postnov από το Κρατικό Αστρονομικό Ινστιτούτο. Sternberg State University of Moscow μαζί με τον Valery Vasiliev, εκπροσωπώντας το Ινστιτούτο Αστρονομίας της Εταιρείας. Ο Max Planck, χρησιμοποιώντας δεδομένα παρατήρησης από το τηλεσκόπιο Fermi και για τα επτά χρόνια της ύπαρξής του (εκτοξεύτηκε το 2008), έψαξαν για περιοχές ακτίνων γάμμα γύρω από το νεφέλωμα της Ανδρομέδας και κατέληξαν στο συμπέρασμα ότι μια δομή παρόμοια με τις «φυσαλίδες Fermi «στον δικό μας γαλαξία. Οι διαστάσεις του είναι επίσης περίπου 21-25 χιλιάδες φως και η φωτεινότητα είναι ακόμα μεγαλύτερη, κάτι που εξηγείται εύκολα από την παρουσία μιας πιο ογκώδους μαύρης τρύπας στο κέντρο της Ανδρομέδας. Αναλύοντας τα χαρακτηριστικά της δομής και της εκπομπής των φυσαλίδων, οι αστροφυσικοί κατέληξαν στο συμπέρασμα ότι η προέλευσή τους δεν αντιστοιχεί στον αφανισμό της σκοτεινής ύλης και στην αλληλεπίδραση των κοσμικών ακτίνων με την ύλη. Πιθανότατα, για τον σχηματισμό τους «φταίει» η δραστηριότητα της κεντρικής υπερμεγέθους μαύρης τρύπας ή μια έκρηξη σχηματισμού άστρων. Οι αστρονόμοι δημοσίευσαν τα αποτελέσματα της εργασίας τους στο περιοδικό της Οξφόρδης Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

Πρέπει να σημειωθεί ότι η αναζήτηση ακτινοβολίας γάμμα από τέτοιους σχηματισμούς είναι ένα εξαιρετικά δύσκολο έργο, καθώς καλύπτεται από ακτινοβολία γάμμα υποβάθρου που προέρχεται από όλες τις κατευθύνσεις, η οποία προκύπτει από την αλληλεπίδραση των σωματιδίων της κοσμικής ακτίνας με το διαστρικό αέριο. Σύμφωνα με τις διαθέσιμες εκτιμήσεις, η εκπομπή από το φωτοστέφανο του Γαλαξία μας είναι μόνο περίπου το 10% της εξωγαλαξιακής. Επομένως, η αναζήτηση φυσαλίδων σε άλλους γαλαξίες απαιτεί την ανάπτυξη πολύ προσεκτικών μαθηματικών αλγορίθμων για τον καθαρισμό του σήματος από το θόρυβο του περιβάλλοντος.

Επιπλέον, οι αστροφυσικοί έχουν προτείνει ότι οι φυσαλίδες Fermi υπάρχουν σε όλους τους σπειροειδείς γαλαξίες, αλλά οι μελλοντικές παρατηρήσεις θα φέρουν την τελική σαφήνεια σε αυτό το ζήτημα.