Rekordowo odległe aktywne jądro galaktyczne. Dlaczego tak ciężko je dostrzec?

Rok się kończy, ale astronomowie nie zwalniają tempa odkryć. W połowie grudnia międzynarodowy zespół astronomów analizujący dane zebrane za pomocą teleskopu LST (Large-Sized Telescope) poinformował społeczność naukową o odkryciu nowego źródła wysokoenergetycznego promieniowania. Teleskop LST-1 dostrzegł obiekt skatalogowany pod numerem OP 313. Warto tutaj podkreślić, że sam obiekt obserwowano już wcześniej w zakresie niższych energii. Teraz jednak okazało się, że jest on widoczny także w zakresie powyżej 100 gigaelektronowoltów.
czarna dziura
czarna dziura

Zarejestrowanie tego obiektu w pasmie wysokiej energii oznacza, że mamy do czynienia z najodleglejszym dotąd odkrytym aktywnym jądrem galaktycznym (AGN) za pomocą teleskopu Czerenkowa, który jest właśnie oddawany do użytku w obserwatorium zlokalizowanym na wyspie La Palma w Hiszpanii.

Na podstawie dotychczas uzyskanych informacji możemy powiedzieć, że OP 313 to kwazar radiowy o płaskim widmie (FSRQ, ang. flat spectrum radio quasar), który należy do szerszej grupy aktywnych jąder galaktycznych. Te z kolei to po prostu galaktyki, w których centrum znajduje się supermasywna czarna dziura, która aktywnie pochłania ogromne ilości materii ze swojego otoczenia. Opadająca na czarną dziurę materia nie opada na nią bezpośrednio, a po spirali, tworząc wokół czarnej dziury rozległy dysk akrecyjnym, w którym prędkości i tarcie materii powoduje wzrost temperatury i silną emisję promieniowania. Blask otoczenia czarnej dziury w przypadku kwazarów przyćmiewa blask pozostałej części galaktyki i pozwala na jej dostrzeżenie z odległości kosmologicznych.

Czytaj także: Oglądał zdjęcia słynnej Galaktyki Sombrero. Przypadkiem odkrył zupełnie inną galaktykę dwa razy dalej

Galaktyka OP 313 obserwowana była za pomocą teleskopu LST-1 od 10 do 14 grudnia. Bezpośrednim impulsem do obserwacji była informacja pochodząca z kosmicznego teleskopu Fermi-LAT, który dostrzegł w kierunku galaktyki wzrost aktywności w zakresie promieniowania gamma. Wkrótce potem inne instrumenty obserwacyjne także zauważyły wzrost aktywności w zakresie optycznym. Dane zebrane za pomocą teleskopu LST-1 w ciągu zaledwie czterech dni pozwoliły dostrzec wysokoenergetyczne promieniowanie o napięciu rzędu ponad 100 gigaelektronowoltów (GeV). Wystarczy tutaj wspomnieć, że jest to poziom energii miliardy razy wyższy od promieniowania widzialnego.

Teleskop LST-1

Tym samym OP 313 dołącza do elitarnego grona zaledwie dziewięciu znanych dotychczas kwazarów emitujących tak wysokoenergetyczne promieniowanie. Przy odległości około 8 miliardów lat świetlnych od Ziemi jest to najodleglejsze znane aktywne jądro galaktyczne i drugi pod względem odległości źródło promieniowania wysokoenergetycznego.

Czytaj także: Promieniowanie Czerenkowa w 2D. Doszło nie tylko do obserwacji, ale i pobicia rekordu

Naukowcy zwracają także uwagę na fakt, że obserwowanie akurat odległych źródeł wysokoenergetycznego promieniowania należy do zadań niezwykle trudnych. Pozagalaktyczne promieniowanie tła (EBL, ang. extragalactic background light), czyli zbiorcze promieniowanie emitowane przez wszystkie obiekty poza Drogą Mleczną, obejmujące szeroki zakres pasma elektromagnetycznego oddziałuje bowiem z wysokoenergetycznym promieniowaniem gamma, osłabiając jego strumień. Stąd i bardzo ciężko dostrzec takie promieniowanie emitowane przez naprawdę odległe obiekty kosmiczne.

Zespół naukowy LST będzie w dalszym ciągu prowadzić obserwacje tego źródła za pomocą LST-1. Więcej informacji obserwacyjnych pozwoli zwiększyć precyzję wyników, a tym samym lepiej oszacować wpływ EBL na promieniowanie wysokoenergetyczne oraz stworzenie lepszego opisu procesów fizycznych zachodzących w przestrzeni międzygalaktycznej.