Kosmos obfituje w zdumiewające obiekty. Gwiazdy neutronowe, czarne dziury, pulsary to tylko niektóre z zaskakujących tworów, na jakie napotykamy, badając Wszechświat. Wysoko na tej liście znajdują się kwazary, czyli wyjątkowo jasne jądra niektórych galaktyk.
W przypadku kwazarów „wyjątkowo jasne” jest jednak sporym niedopowiedzeniem. Kwazar ma w środku supermasywną czarną dziurę, wokół której obraca się gigantyczny dysk akrecyjny. Tworzący dysk gaz opada na czarną dziurę i nagrzewa się na skutek tarcia. W rezultacie kwazar emituje silne promieniowanie elektromagnetyczne. Jak silne? Szacuje się, że kwazary mogą być tysiące razy jaśniejsze niż galaktyka taka jak Droga Mleczna.
To właśnie sprawiło, że początkowo uznawano je za gwiazdy. W latach 50. i 60. XX wieku zaczęto jednak zdawać sobie sprawę z nietypowej natury kwazarów. Odkryto, że emitują silne promieniowanie radiowe, a linie emisyjne w ich widmie są przesunięte ku czerwieni.
Stało się jasne, że kwazary są niezmiernie odległe od Ziemi. A ich światło, które do nas dociera, ma miliardy lat.
Co zasłania kwazar?
Pierwszy kwazar, jaki zidentyfikowano, znajduje się w gwiazdozbiorze Panny. 3C 273 – dotychczas nie doczekał się innej nazwy – został odkryty w 1959 r. Jest cztery biliardy razy jaśniejszy od Słońca. Od naszej gwiazdy dzieli go monstrualna odległość 2,44 mld lat świetlnych.
Jasność 3C 273 sprawia, że jest to najdalszy obiekt na niebie, jaki można obserwować za pomocą amatorskiego teleskopu. Jednak, to co cieszy laików, dla naukowców może to stanowić spore utrudnienie. Światło bijące z kwazara zasłania bowiem całą otaczającą go galaktykę. O niej nie da się powiedzieć nic.
Przynajmniej dotychczas. W czasopiśmie naukowym „The Astrophysical Journal” ukazała się właśnie praca, opisująca otoczenie kwazara 3C 273. Naukowcy zdołali je podejrzeć, zmieniając kalibrację radioteleskopu Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA). Znajduje się on w Chile.
Kwazary i tajemnicze obiekty we Wszechświecie
Badacze zdołali oddzielić promieniowanie kwazara od tego emitowanego przez otaczającą go galaktykę. W rezultacie dostrzegli, że znajdują się w niej dwa tajemnicze źródła silnego promieniowania radiowego. Takiego, jakiego jeszcze nigdy wcześniej nie zaobserwowano.
Jedna struktura to gigantyczna smuga promieniowania radiowego, która otacza całą galaktykę, a także rozpościera się tysiące lat świetlnych w kierunku południowo-zachodnim. Zachodzi ona na drugą – monstrualny dżet, czyli strumień zjonizowanej materii, również mający tysiące lat świetlnych. Dżety często widuje się wokół kwazarów albo supermasywnych czarnych dziur. Jednak ten ma nietypową charakterystykę promieniowania.
Czy galaktyki wokół kwazarów ewoluują?
Zdaniem badaczy te dwie struktury są od siebie niezależne. Skąd się wzięły? Naukowcy postawili hipotezę, że „mgła radiowa” powstaje na skutek zjonizowania otaczających galaktykę chmur wodoru przez promieniowanie kwazara. Jeśli teoria ta byłaby prawdziwa, byłby to pierwszy przypadek odkrycia zjonizowanego gazu rozciągającego się dziesiątki tysięcy lat świetlnych wokół supermasywnej czarnej dziury.
Odkrycie pozwoliło zbliżyć się do odpowiedzi na pytanie, które od dawna intryguje astronomów. Czy w galaktykach wokół kwazarów mogą tworzyć się nowe gwiazdy? Wcześniej uważano, że to niemożliwe, ponieważ kwazar jonizuje cały gaz w takiej galaktyce. Teraz jednak naukowcy są bliżej odpowiedzi twierdzącej.
– Nasze badania wyznaczają nową drogę analizowania problemów, które wcześniej hamowały obserwacje w świetle widzialnym – skomentował Shinya Komugi, główny autor pracy w tokijskiego Uniwersytetu Kogakuin. – Stosując tę samą technikę badawczą do innych kwazarów, mamy nadzieję dowiedzieć się, jak ewoluują galaktyki z kwazarami w centrum.
Źródło: The Astrophysical Journal.
