Astronomowie odkryli sposób okiełznania obłoków gazu w kosmosie aby wykorzystać je jako naturalny teleskop, potężniejszy niż jakikolwiek pracujący przyrząd zbudowany przez człowieka. Mają zamiar użyć go aby przyjrzeć się brzegom czarnych dziur bliżej niż ktokolwiek wcześniej.

Możliwość wykorzystania zjawiska soczewkowania fal przez obłoki gazu została wskazana przez zespół naukowców z australijskiej placówki badawczej CSIRO, Uniwersytetu w Adelaide oraz instytucji holenderskich. Wnioski oparto na obserwacjach przeprowadzonych radioteleskopem CSIRO Australia Telescope Compact Array.

Przy wykorzystaniu nowej techniki badacze będą w stanie rozróżniać szczegóły wielkości zaledwie 10 mikrosekund łuku – odpowiada to oglądaniu z Ziemi kostki cukru umieszczonej na Księżycu. To stukrotnie większa szczegółowość w stosunku do obecnych technik wykorzystywanych w astronomii.

Dzięki nowej metodzie astronomowie będą w stanie dowiedzieć się więcej o tym, jak gigantyczne czarne dziury wytwarzają dżety i jak wyrzucają w kosmos bardzo gorące, naładowane cząstki na miliony lat świetlnych. Miejsca, w których powstają dżety, mają być badane z dokładnością jednej trzeciej roku świetlnego. Badacze chcą zebrać takie dane jak rozmiar dżetu u jego podstawy, kształt pola magnetycznego, jak dżety ewoluują w czasie. Obiektem obserwacji mają być również czarne dziury ukryte wewnątrz bardzo jasnych jąder odległych galaktyk – kwazarów.

Zaproponowana technika obserwacji wykorzystuje zjawisko scyntylacji – znanego jako migotanie wywołane przez ruchy atmosfery. W Galaktyce rolę poruszającego się powietrza pełnią obłoki naładowanych elektrycznie cząstek, jakie znajdują się w przestrzeni międzygwiazdowej. Gaz skupiony w obłoki może zachowywać się jak soczewka – skupiać bądź rozpraszać fale radiowe odległych obiektów, przez co wyglądają, jakby ich promieniowanie wzbierało na sile i osłabiało się. Takie zmiany określa się właśnie mianem scyntylacji.

Aby obiekt migotał, musi być obserwowany jako wystarczająco mały. Kwazary są tak odległe, że są zaledwie punkcikami światła. Migotać mają wolniej niż gwiazdy – jako szybką uznaje się zmianę, jaka zaszła w ciągu dnia. Sygnał najszybszych podwaja się lub potraja na sile w ciągu mniej niż godziny.

Wielkość i tempo zmian zależą od rozmiaru i kształtu źródła fal radiowych oraz struktury obłoków gazowych. Wpływ mają też wektory ruchu Ziemi i obłoków. Badacze wykazali, że obserwując zmienność sygnału w ciągu roku, można zbudować dwuwymiarowy obraz okolic kwazara emitującego fale radiowe.

Naukowcy skupili się na kwazarze PKS 1257-326, znajdującym się 4 miliardy lat świetlnych od Ziemi. Zauważono opóźnienie między zarejestrowanymi przebiegami zmienności promieniowania na dwóch częstotliwościach: 4,8 i 8,6 GHz. Wiąże się to z różnymi miejscami kwazara, z których emitowane są fale radiowe. Promieniowanie wyższej częstotliwości pochodzi z przewężenia dżetu, około dziesięciu milionowych części sekundy kątowej od źródła fal o mniejszej energii. Naukowcy są w stanie nawet wykryć materię, jaka dostała się w pobliże czarnej dziury i wyrzucona została wzdłuż dżetów. Siła sygnału z PKS 1257-326 zmienia się o nawet 40% w ciągu 45 minut. Oznacza to, że poruszający się gaz soczewkujący fale kwazara jest stosunkowo blisko – około 50 lat świetlnych od Ziemi.

Po zachwytach nad niesamowitą rozdzielczością nowej techniki obserwacji czas na mniej optymistyczne informacje. Znaleziono zaledwie kilka scyntylujących kwazarów – oznacza to, że w Galaktyce nie ma wiele skupiających obłoków w pobliżu. Oczywiście kostek cukru na Księżycu też nie zobaczymy…