Przeskocz do treści

Delta mi!

Loading

Prosto z nieba

Dżet na dopingu

Michał Bejger

o artykule ...

  • Publikacja w Delcie: lipiec 2016
  • Publikacja elektroniczna: 1 lipca 2016
  • Autor: Michał Bejger
    Notka biograficzna: Profesor Centrum Astronomicznego im. Mikołaja Kopernika PAN. Członek zespołu naukowego Virgo (Virgo-POLGRAW), który w lutym 2016 r. odkrył fale grawitacyjne.
obrazek

X-ray: NASA/CXC/ISAS/A.Simionescu et al, Optical: DSS

B3 0727+409

X-ray: NASA/CXC/ISAS/A.Simionescu et al, Optical: DSS

B3 0727+409

Astronomowie podglądający czarne dziury mają z nimi zawsze ten sam problem - jak zbadać coś, co nie świeci? Na szczęście potężna grawitacja dziury przyciąga otaczającą materię, która stopniowo rozgrzewa się, spadając z dysku akrecyjnego. Połączenie dysku i centralnego masywnego zwartego obiektu jest dość często wystarczające do powstania dżetu - relatywistycznego wypływu strugi materii oddalającej się od czarnej dziury. W jaki sposób czarna dziura i dysk rozpędzają materię dżetu do prędkości bliskich prędkości światła, jest nie do końca jasne, dlatego każde nowe obserwacje tego fenomenu są niezwykle cenne.

Niedawno dowiedzieliśmy się o odkryciu dżetu napędzanego przez potężną, supermasywną czarną dziurę odległą od Ziemi o ponad 10 miliardów lat świetlnych; w odkryciu brali udział polscy astronomowie z Uniwersytetu Jagiellońskiego. Światło, które zarejestrowało obserwatorium kosmiczne Chandra, zostało wyemitowane w czasie, gdy Wszechświat był pięć razy młodszy niż obecnie. Dżet czarnej dziury, oznaczonej numerem B3 0727+409, ma długość co najmniej 300 tys. lat świetlnych, a jego składowa rentgenowska jest około 150 razy jaśniejsza niż odpowiednia składowa dżetów znajdujących się w naszej okolicy. Dlaczego tak jest? Okazuje się, że dżet jest jaśniejszy z powodu oddziaływania z fotonami reliktowego promieniowania tła, które w momencie oddziaływania (2,7 miliarda lat po Wielkim Wybuchu) były znacząco bardziej energetyczne niż teraz. Rozpędzone do relatywistycznych prędkości elektrony dżetu, zderzając się z fotonami tła, przesuwają ich energię do wartości rentgenowskich w odwrotnym procesie Comptona. Z szacunków wynika, że elektrony podróżują z prędkością bliską prędkości światła w praktycznie całej długości dżetu, czyli przez setki tysięcy lat świetlnych. Układ B3 0727+409 jest również ciekawy z tego powodu, że nie świeci w promieniowaniu radiowym, jak to czyni większość bliższych nam obiektów. Został on znaleziony przez przypadek w danych z teleskopu Chandra, jest zatem prawie pewne, że podobnych przypadków jest więcej.

obrazek

X-ray: NASA/CXC/ISAS/A.Simionescu et al, Optical: DSS

Planowane systematyczne poszukiwania dżetów z odległych supermasywnych czarnych dziur umożliwią lepsze przestudiowanie mechanizmów ich produkcji we wcześniejszych etapach życia Wszechświata. Szczegóły ich powstawania mogą być inne niż te proponowane do tej pory dla dżetów znajdujących się bliżej nas.