Czarnych dziur we wszechświecie jest pod dostatkiem. Najbardziej imponujące i przykuwające uwagę są oczywiście supermasywne czarne dziury o masie od milionów do nawet kilkunastu miliardów razy większej od masy Słońca. Tym razem jednak chodzi o znacznie mniejszą czarną dziurę, taką, która powstała w eksplozji supernowej pod koniec życia masywnej gwiazdy.
Czytaj także: Kwazary to aktywne centra odległych galaktyk, tylko nikt tych galaktyk nie widział. Aż do teraz
Za odkrycie odpowiada największy jednoczaszowy radioteleskop na świecie, czyli chiński FAST, którego czasza ma średnicę 500 metrów. Celem jego ostatnich obserwacji był oddalony od nas o 28 000 lat świetlnych w kierunku Gwiazdozbioru Orła obiekt skatalogowany pod numerem GRS 1915+105. Jest to układ podwójny, w którym gwiazda okrąża czarną dziurę o masie gwiazdowej, powstałą w wyniku eksplozji supernowej pod koniec życia masywnej gwiazdy. Jak to zwykle bywa w takich układach, czarna dziura odziera swoją gwiezdną towarzyszkę z materii, która po spirali opada na nią. Nie wszystko jednak wpada za horyzont zdarzeń czarnej dziury. Część materii oderwanej z gwiazdy jest kierowana ku biegunom czarnej dziury, skąd w formie wąskiego dżetu wystrzeliwana jest z prędkością bliską prędkości światła w przestrzeń międzygwiezdną.
Czarna dziura bezustannie do nas mruga
To właśnie nietypowe zmiany samego dżetu przykuły uwagę astronomów. Obserwacje pozwoliły bowiem dostrzec tajemnicze zmiany intensywności dżetu plazmy wystrzeliwanej z biegunów czarnej dziury. Co więcej, są to zmiany okresowe zachodzące w ułamku sekundy.
Wstępne analizy wskazują na możliwe wyjaśnienie tych zagadkowych zmian intensywności dżetu. Badacze podejrzewają, że oś obrotu czarnej dziury nie jest dopasowana do płaszczyzny dysku akrecyjnego, z którego materia opada za horyzont zdarzeń. Może to powodować okresową zmianę orientacji dżetu. Gdy dżet odwraca się od nas, mierzona energia jest niższa. Ułamek sekundy później, gdy dżet ponownie się do nas odwraca, energia rośnie. Okres tych zmian wynosi zaledwie 0,2 sekundy.
Czytaj także: Tak blisko jeszcze tego nie widzieliśmy. Pobliska czarna dziura właśnie pożarła gwiazdę
Cały ten nietypowy układ astronomowie nazywają mikrokwazarem. Można powiedzieć, że jest to kwazar w wersji nie tyle galaktycznej, ile gwiezdnej. Same kwazary to niezwykle energetyczne centra galaktyk, w których olbrzymie ilości materii opadają za horyzont centralnej supermasywnej czarnej dziury. Część z tej materii krążącej wokół czarnej dziury, kierowana jest ku jej biegunom, skąd w formie dżetu wystrzeliwana jest w przestrzeń międzygalaktyczną. Tutaj mamy dokładnie ten sam proces, ale zamiast całej galaktyki, mamy do czynienia z małą czarną dziurą i jedną gwiazdą.
Kwaziokresowe oscylacje (QPO) obserwowane w układzie GRS 1915+105 obserwowane w zakresie radiowym to pierwsze obserwacje zmian tego typu pochodzących z tak małego układu. Co więcej, nadal do końca nie wiadomo co za nie odpowiada. Naukowcy przyznają, że nie znamy żadnego mechanizmu, który mógłby wywołać takie regularne zmiany relatywistycznego dżetu. Jednym z potencjalnych wyjaśnień jest precesja dżetu, czyli regularne zmiany orientacji dżetu w przestrzeni zachodzące w okresie zaledwie 0,2 sekundy. Według obecnej wiedzy do takiej precesji może dochodzić na skutek niedopasowania osi rotacji samej czarnej dziury z osią rotacji jej dysku akrecyjnego.