Alan Marscher – astronom z Uniwersytetu Bostońskiego – zaprezentował rezultaty swych badań nad powstawaniem kwazarów na dwusetnym Zjeździe Amerykańskiego Towarzystwa Astronomicznego. Jego obserwacje są pierwszymi w historii bezpośrednimi dowodami na poprawność teorii opisującej powstawanie dżetów w kwazarach oraz w okolicach lżejszych czarnych dziur.

Duża grawitacja czarnych dziur nie pozwala żadnym obiektom poruszającym się z prędkością mniejszą lub równą prędkości światła na ucieczkę spod horyzontu zdarzeń. Z tego powodu nie mogą być dostrzeżone bezpośrednio. W większości przypadków wokół tych ciał orbituje opadająca materia w postaci dysku akrecyjnego. Im bliżej czarnej dziury, tym prędkość opadania rośnie. Dodatkowo olbrzymie siły pływowe rozszarpują zbliżająca się materię. Na wskutek tarcia wewnątrz dysku gwałtownie rośnie temperatura. Podgrzana w ten sposób materia do wielu milionów stopni emituje promieniowanie rentgenowskie, dzięki któremu astronomowie są w stanie śledzić okolice czarnej dziury.

8 lat temu zaobserwowano (później te obserwacje wielokrotnie potwierdzono), że lekkim oraz średnim czarnym dziurom (czyli o masach od kilku do kilkudziesięciu mas Słońca) często towarzyszą strumienie materii wystrzeliwanej z okolic horyzontu zdarzeń pędzącej z prędkościami relatywistycznymi wzdłuż osi obrotu czarnej dziury, czyli tzw. dżety. Źródłem tego zjawiska (najlepiej widocznego na falach radiowych), według astrofizyków, jest dysk akrecyjny.

Zgodnie z przyjmowanymi modelami teoretycznymi supermasywne czarne dziury (o masach kilku milionów lub nawet miliardów mas Słońca), obecne najczęściej w centrach galaktyk, także powinny emitować takie dżety. Galaktyki, gdzie takie obiekty się znajdują zwane są galaktykami aktywnymi. Obserwowane są także obiekty zwane kwazarami – wyjątkowe jasne (na falach radiowych) ciała niebieskie znajdujące się z reguły na krańcach widocznej części Wszechświata.

Kwazar 3C120 znajdujący się względnie blisko (450 milionów lat świetlnych od Ziemi) posiada dżety materii poruszające się z prędkością 0,98 prędkości światła. Były one obserwowane przy pomocy Very Long Baseline Array. Przy użyciu satelity NASA Rossi X-ray Timing Explorer odkryli, że okresowym zmianom w emisji radiowej dżetów towarzyszy zmniejszenie intensywności promieniowania X pochodzącego z dysku. Według naukowców przypominało to, jakby materia szybko przemieściła się miedzy dwoma częściami systemu.

W ciągu 3 lat badacze zaobserwowali kilka osłabień emisji promieni X (mniej więcej co 10 miesięcy), po których następowała erupcja promieniowania radiowego. Jest to pierwsza bezpośrednia obserwacja zasilania dżetu wewnątrz kwazara przez materiał z dysku akrecyjnego.

Autor

Andrzej Nowojewski