Bild wikipedia Konstnärs föreställning om den först
upptäckta mikrokvasaren, SS 433 i Örnens stjärnbild. En mikrokvasar är en
region omkring ett svart hål med åtskilliga (solmassor) som har en "vanlig"
stjärna som följeslagare.
En mikrokvasar har fått sitt namn av likheten med en
kvasar, nämligen närvaron av stark och variabel radiostrålning och en
ackretionsskiva runt ett svart hål. Hos kvasarer innehåller det svarta hålet miljoner
solmassor, hos mikrokvasaren endast ett mindre antal solmassor. Ackretionsmassan
hos mikrokvasaren kommer från en ordinär stjärna och ackretionsdisken är
ljusstark i både synligt ljus och röntgenstrålning.
De mest kraftfulla jetstrålarna i vår galax finns i
mikrokvasarer: system som består av ett svart hål tillsammans
med en "ordinär" stjärna. Paret kretsar runt varandra, och när de väl
är tillräckligt nära varandra (det svarta
hålet och stjärnan) börjar det svarta hålet långsamt sluka sin följeslagare
(stjärnan). Som en konsekvens av
detta skjuts jetstrålar ut från området nära det svarta hålet och kvasaren är
bildad.
Under de senaste åren har det visats att mikrokvasarjetstrålar är effektiva partikelacceleratorer. Det är
dock oklart hur mycket de som grupp bidrar till den totala mängden kosmisk
strålning i galaxen. Svaret på den frågan kräver att man förstår om alla
mikrokvasarer kan accelerera partiklar eller om det bara är ett fåtal som kan
detta och i så fall varför.
Mikrokvasarer klassificeras vanligtvis beroende på
stjärnans massa i antingen "låg massa" eller "hög massa"
system, där system med lägre massa är mycket vanligare. Hittills har man bara
funnit bevis för partikelacceleration i system med hög massa. Till exempel
innehåller mikrokvasaren SS 433, som nyligen avslöjades vara en av de mest
kraftfulla partikelacceleratorerna i galaxen där stjärnan har en massa som är
ungefär 10 gånger mindre än vår sols.
Följaktligen anses det allmänt att mikrokvasarer med
låg massa inte är tillräckligt kraftfulla för att producera gammastrålning.
Dr. Laura Olivera-Nieto från Max-Planck-Institut für
Kernphysik i Heidelberg, Tyskland (MPIK) och Dr. Guillem Martí-Devesa från
Università di Trieste, Italien, har nu gjort en upptäckt som skakar om detta
paradigm.
De använde 16 års insamlad data från detektorn Large Area
Telescope ombord på NASA:s satellit Fermi vilket avslöjade en svag
gammastrålningssignal som stämmer överens med positionen för GRS 1915+105, en
mikrokvasar med en stjärna vid ett svart hål där stjärnan är mindre än vår sol. Gammastrålningssignalen
uppmättes ha energi högre än 10 GeV, vilket indikerar att systemet kan
accelerera partiklar till ännu hög energi.
Observationerna visar ett scenario där protoner
accelereras i jetstrålarna, varefter de strålar ut och interagerar med närliggande
gas och ger gammastrålningsfotoner. I artikeln beskrivs hur forskarna även använde
data från 45-metersteleskopet Nobeyama i Japan, som indikerar att det finns
tillräckligt med gasmaterial runt källan för detta scenario.
Resultat visar att till och med mikrokvasarer som
hyser en stjärna med låg massa är kapabla att accelerera partiklar. Eftersom
detta är den mest talrika klassen av kvasarer har detta fynd betydande
konsekvenser av mikrokvasarer som grupp till det kosmiska strålningsinnehållet
i vår galax.
Arbetets resultat är publicerat i The Astrophysical
Journal Letters.
