Po raz pierwszy udało się zaobserwować przebieg życia rentgenowskich dżetów z czarnej dziury. Seria zdjęć wykonanych przez satelitarne obserwatorium rentgenowskie Chandra ukazuje jak dżety poruszają się przez wiele lat z prędkością bliską prędkości światła, a następnie zwalniają i zanikają.

Obserwowanie jak dżety zwalniają i zanikają jest jak oglądanie w przyspieszeniu filmu” – powiedział Stephane Corbel z Uniwersytetu w Paryżu i Francuskiej Komisji Energii Atomowej, autorka pracy, która 4 października ukaże się w Science. “Ponieważ dżety produkowane są przez gwiazdową czarną dziurę w naszej galaktyce, w ciągu kilku lat możemy zobaczyć zmiany, które w pobliżu supermasywnej czarnej dziury zachodzą w ciągu tysięcy lat“.

Astronomowie użyli Chandry i radioteleskopów do badania dwóch dżetów wysokoenergetycznych cząstek pochodzących z obiektu zaobserwowanego w 1998 roku przez satelitarne obserwatorium rentgenowskie Rossi X-ray Timing Explorer. To źródło to podwójny układ gwiazdowy XTE J1550- 564. Do wytworzenia tych dżetów potrzebne było napięcie rzędu bilionów woltów. Elektrony poruszały się w 1998 roku z prędkością 150 tysięcy kilometrów na sekundę, czyli z połową prędkości światła. 4 lata później znalazły się ponad 3 lata świetlne od siebie, zwolniły i świeciły słabiej.

Wyrzuty materii z gwiazdowych i supermasywnych czarnych dziur zdarzają się w całym Wszechświecie. Bardzo ważne jest więc zrozumienie tego procesu” – powiedział John Tomsick z University of California w San Diego. Jest on autorem pracy, która ukaże się w styczniu w Astrophysical Journal. “Po raz pierwszy udało się zaobserwować dżet począwszy od jego pojawienia się aż do zaniku“.

Rozwój dżetu z obiektu XTE J1550-564. Czerwiec 2000.

Rozwój dżetu z obiektu XTE J1550-564. Sierpień 2000.

Rozwój dżetu z obiektu XTE J1550-564. Wrzesień 2000.

Rozwój dżetu z obiektu XTE J1550-564. Marzec 2002.

Rozwój dżetu z obiektu XTE J1550-564. Czerwiec 2002.

Obserwacje wskazują, że jeden z dżetów (wschodni) porusza się w kierunku do Ziemi, podczas gdy zachodni oddala się od nas. To wyjaśnia dlaczego dżet wschodni zdaje się porszuać szybciej niż drugi. Jednak jeśli taka właśnie jest geometria układy, dżet wschodni powinien być jaśniejszy, podczas gdy w rzeczywistości zachodni świeci trzy razy jaśniej.

Jest to zagadka. Prosty model dżetów nie wyjaśnia tego, co widzimy” – powiedział Phil Kaaret z Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics w Cambridge w USA. “Być może czarna dziura dostarcza zachodniemu dżetowi więcej energii. Inną możliwością jest jego poruszanie się przez gęsty obłok materii“.

Kiedy dżety poruszają się przez międzygwiazdowy gaz, opór gazu spowalnia je tak, jak atmosfera spowalnia ciała w niej się poruszające. Mimo że uczeni wierzą, że wszystkie dżety zwalniają w ten właśnie sposób, obserwacje XTE J1550-564 po raz pierwszy pozwoliły na zaobserwowanie tego procesu.

XTE J1550-564 znajduje się 17 tysięcy lat świetlnych od Ziemi i może stać się modelem, dzięki któremu zrozumiemy procesy zachodzące w galaktykach leżących miliardy lat świetlnych od nas.

Autor

Michał Matraszek