Doskonałym przykładem takich zachowań są chociażby kwazary, jedne z najbardziej energetycznych obiektów we wszechświecie. Powstają one, gdy supermasywna czarna dziura pochłania olbrzymie ilości materii ze swojego otoczenia. Choć część materii trafia bezpośrednio za horyzont zdarzeń, spora jej część wyrzucana jest na zewnątrz z niewiarygodną wprost energią. W efekcie kwazar świeci jaśniej niż cała galaktyka, w której się znajduje.
Jednym z najbardziej ekstremalnych przykładów tego zjawiska jest kwazar PDS 456, oddalony od Ziemi o około 2,5 miliarda lat świetlnych. W jego centrum znajduje się supermasywna czarna dziura o masie ponad 1,5 miliarda razy większej niż masa Słońca. Obiekt ten od lat fascynuje astronomów, lecz jego najnowsze obserwacje ujawniły szczegóły, jakich nigdy wcześniej nie udało się dostrzec.
Czytaj także: Hubble osiągnął niemożliwe. Tak dokładnie żadnego kwazaru jeszcze nie widzieliśmy
Za nowe dane odpowiada XRISM (X-ray Imaging and Spectroscopy Mission) wyniesiony na orbitę okołoziemską przez japońską agencję kosmiczną JAXA. To właśnie on był w stanie jako pierwszy zaobserwować wyjątkowo gwałtowne wypływy plazmy z tego kwazara. Co istotne, nie są to spokojne, jednostajne wiatry galaktyczne. Okazało się bowiem, że są to gęste, wyraźnie wyodrębnione skupiska gazu przypominające „pociski” wyrzucane z prędkościami sięgającymi 30 proc. prędkości światła.
Źródło tych potężnych wyrzutów znajduje się w odległości zaledwie 0,1 roku świetlnego od horyzontu zdarzeń supermasywnej czarnej dziury. Mimo tak niewielkiego obszaru początkowego energia niesiona przez te strumienie jest oszałamiająca — ponad tysiąc razy większa niż typowe wiatry napędzane przez czarne dziury na skalę galaktyczną. Szacuje się, że w ciągu roku z otoczenia czarnej dziury ucieka w tak gwałtowny sposób materia o masie, która wystarczyłaby na stworzenie od 60 do nawet 300 gwiazd podobnych do Słońca.
XRISM dostarczył niezwykle szczegółowych danych, dzięki którym astronomowie byli w stanie zidentyfikować aż pięć osobnych składników wypływającego gazu, każdy poruszający się z inną prędkością. Ten poziom rozdzielczości jaki oferuje XRISM pozwala po raz pierwszy dokładnie zbadać strukturę i dynamikę poszczególnych składników wypływów z otoczenia czarnej dziury.
Czytaj także: Naukowcy znaleźli wspaniałą gromadę galaktyk. Tylko galaktyki gdzieś zniknęły
PDS 456 jest wyjątkowo cennym „kosmicznym laboratorium”. Jak by nie patrzeć, jest to jeden z najbliższych znanych kwazarów, a tym samym obserwowanie go w wysokiej rozdzielczości umożliwiają lepsze zrozumienie procesów zachodzących w centrach galaktyk. Szczególnie istotne jest zbadanie, jak tego rodzaju „pociski” plazmy wpływają na otoczenie czarnej dziury, w tym na tempo formowania się gwiazd i ewolucję galaktyki jako całości.
Choć wiadomo, że zderzenia galaktyk dostarczają ogromu materii do centrum galaktyki i wzbudzają aktywność czarnych dziur, wciąż nie poznaliśmy dokładnych mechanizmów odpowiedzialnych za powstawanie tak zwartych i energetycznych strumieni gazu.
Naukowcy próbują też ustalić, czy PDS 456 jest obiektem wyjątkowym, czy może reprezentuje typowe etapy ewolucji kwazarów w całym wszechświecie. Wiele odkryć jeszcze przed nami.