Międzynarodowa grupa astronomów obserwuje niebo poszukując wysokoenergetycznych cząstek, które w zetknięciu z ziemską atmosferą produkują słabe niebieskie błyski. Te cząstki to kwanty promieniowania gamma o energiach rzędu teraelekronowolta (TeV) czyli biliona razy większych niż energie fotonów światła widzialnego. Pochodzą one prawdopodobnie z czarnych dziur, pozostałości po wybuchach gwiazd supernowych oraz innych egzotycznych obiektów. Obserwując powstające w ziemskiej atmosferze pęki fotonów, uczeni są w stanie badać centra innych galaktyk.

Astronomowie użyli 10-metrowego teleskopu promieniowania gamma znajdującego się w Whipple Observatory w Arizonie. Kiedy fotony gamma docierają do górnych warstw atmosfery, zaczynają tworzyć w niej kaskadę cząstek relatywistycznych, które z kolei produkują promieniowanie Czerenkowa. Promieniowanie to pojawia się, gdy cząstka naładowana elektrycznie porusza się szybciej niż światło w danym ośrodku (na przykład w powietrzu bądź wodzie). Obserwacje tego promieniowania pokazują lokalizację źródeł fotonów gamma.

W ciągu ostatniej dekady grupa z obserwatorium odkryła 6 wysokoenergetycznych błysków z aktywnych galaktyk. „Poznajemy warunki fizyczne, jakie panują wewnątrz relatywistycznych dżetów produkujących teraelektronowoltowe promieniowanie gamma” – powiedział James H. Buckley. „Dżety składają się z materii i promieniowania. Poruszają się z prędkościami bliskimi prędkości światła„.

Oprócz zdobywania wiedzy na temat dżetów, uczeni używają badań promieniowania gamma do pomiarów rozmiarów czarnych dziur poprzez obserwowanie jak szybko one mrugają. Najkrótszy czas, w jakim obiekt zmienia swoją jasność, jest tego samego rzędu co czas potrzebny światłu na pokonanie odległości równej jego rozmiarom. Jeśli, tak jak spodziewają się teoretycy, czarne dziury są niewielkimi lecz żarłocznymi potworami napędzającymi dżety i aktywne jądra, wtedy wysokoenergetyczna emisja powinna zmieniać się bardzo szybko.

„W czerwcu odkryliśmy potężne błyski z obiektu oznaczonego 1ES 1959+650. Trwały one kilka godzin” – powiedział Buckley. „Błyski były bardzo szybkie, co świadczy o niewielkich rozmiarach obiektu, w którym powstały„. Jedynie supermasywne czarne dziury są tak małe i tak energetyczne, aby móc wyprodukować tak szybko zmieniające się błyski.

„Materia krąży wokół czarnej dziury o masie równiej milionom mas Słońca” – dodaje Buckley. „Obserwacje radiowe pokazują, że kierunek dżetu jest zwykle zgodny z osią rotacji czarnej dziury. Badania TeV-owych kwantów gamma pokazują, że ruch materii w dżetach odbywa się z prędkością około 99,98 procent prędkości światła„.

Badanie czarnych dziur za pomocą promieniowania gamma to przykład pośrednich badań. Uczeni obserwują jaki efekt wywołują te cząstki w ziemskiej atmosferze.