Galaktyka OJ 287, oddalona o pięć miliardów lat świetlnych od Ziemi, od ponad 150 lat przyciąga uwagę astronomów swoimi fluktuacjami jasności. Badacze podejrzewają, że w jej centrum krążą wokół siebie dwie supermasywne czarne dziury, co czyni ją szczególnie interesującym obiektem do obserwacji.
Najnowsze dane ukazują ekstremalne warunki panujące w dżecie plazmy. W niektórych obszarach odnotowano temperatury przekraczające dziesięć bilionów kelwinów – wartości trudne do wyobrażenia, niemal milion razy wyższe niż temperatura jądra Słońca. To świadczy o ogromnych energiach uwalnianych w bezpośrednim sąsiedztwie czarnej dziury.
Czytaj także: Naukowcy odkrywają nowy rodzaj aktywności w sercu Drogi Mlecznej
Naukowcy zwracają też uwagę na tworzenie się nowej fali uderzeniowej wzdłuż strumienia, napędzanej energią rzędu bilionów elektronowoltów. Zjawisko to może mieć związek z nietypowym promieniowaniem gamma zaobserwowanym w 2017 roku, co wskazywałoby na bezpośredni związek między aktywnością dżetu a emisją wysokoenergetyczną.
Rekordowa rozdzielczość dzięki kosmicznemu interferometrowi
Niezwykłe obrazy centrum opisywanej galaktyki powstały dzięki połączeniu naziemnej i kosmicznej technologii obserwacyjnej. Naukowcy wykorzystali interferometr radiowy z anteną kosmiczną, składający się z dziesięciometrowego instrumentu na satelicie Spektr-R oraz sieci 27 naziemnych obserwatoriów rozsianych po całej planecie.
Takie połączenie utworzyło wirtualny teleskop o średnicy pięciokrotnie większej od rozmiarów Ziemi. Podczas sesji z 25 kwietnia 2016 roku, na częstotliwości 22 GHz, osiągnięto rozdzielczość kątową około 47 mikrosekund łuku, którą później udoskonalono do 15 mikrosekund łuku dzięki zaawansowanym technikom przetwarzania obrazu.
To właśnie ta precyzja pozwoliła wykryć liczne zdumiewające zagięcia w strukturze strumienia, tworzące charakterystyczną wstęgową formę rozciągającą się na odległość około 650 mikrosekund łuku od centrum galaktyki.
Argumenty za podwójną czarną dziurą
Obserwacje te dostarczają mocnych dowodów na istnienie podwójnego układu supermasywnych czarnych dziur w sercu OJ 287. Analiza danych z lat 2014-2017 wykazała znaczne zmiany kąta położenia dżetu – około 25-30 stopni – co zgadza się z modelami precesji dysku w układzie podwójnym.
Szczególnie intrygujące jest pojawienie się nowego składnika około marca 2016 roku, krótko po spektakularnym rozbłysku optycznym z grudnia 2015 roku. To zjawisko zostało wcześniej przewidziane z dużą dokładnością przez model podwójnej supermasywnej czarnej dziury.
Implikacje dla badań fal grawitacyjnych
Odkrycie ma istotne znaczenie dla zrozumienia procesów łączenia się czarnych dziur i związanych z nimi fal grawitacyjnych. Interakcje nowego składnika strumienia z istniejącymi już falami uderzeniowymi zbiegły się w czasie z pierwszym rozbłyskiem promieniowania TeV na początku 2017 roku, potwierdzając fizyczny związek między różnymi formami aktywności w centrum galaktyki.
Czytaj także: Czarna dziura monstrualnych rozmiarów. Naukowcy znaleźli ją w nietypowy sposób
Jak wskazują wyniki opublikowane w Astronomy & Astrophysics, OJ 287 może być kluczowym źródłem dla przyszłych detekcji fal grawitacyjnych za pomocą sieci pulsarów. Unikalne właściwości tego obiektu czynią go idealnym kandydatem do dalszych badań nad łączącymi się czarnymi dziurami i ich wpływem na otoczenie.
Opisane powyżej osiągnięcie poszerza nasze możliwości badania najbardziej ekstremalnych środowisk we Wszechświecie. Dzięki synergii kosmicznych i naziemnych obserwatoriów, astronomowie zyskali nowe narzędzie do śledzenia procesów, które wcześniej pozostawały poza naszym zasięgiem – choć pełne zrozumienie tych zjawisk wciąż przed nami.