15 tysięcy lat świetlnych z dala od Ziemi, w Drodze Mlecznej, znajduje się „maleńka” aktywna czarna dziura. Ta, co ciekawe, zdaje się regularnie „podświetlać” pewien obłok gazu promieniowaniem gamma. Tak fakt mocno frapuje astronomów, bowiem wspomniany obłok wcale nie znajduje się w bezpośrednim sąsiedztwie czarnej dziury, a 100 lat świetlnych dalej.
Zadziwiająca para
Niespodziewany związek między czarną dziurą, stanowiącą część mikrokwazara SS 433, a obłokiem, któremu nadano nazwę Fermi J1913+0515, został opisany właśnie w pracy naukowej opublikowanej w czasopiśmie Nature Astronomy. Dane zebrane w ciągu ostatnich 10 lat sugerują, że mimo ogromnego dystansu, jakie te obiekty dzieli, zachowują się one w zsynchronizowany sposób. Uczeni nie są pewni, dlaczego.
Mikrokwazar (obiekt podobny do kwazara, ale dużo mniejszy) SS 433 jest jednym z najbardziej fascynujących miejsc w galaktyce. To układ binarny, który składa się ze wspomnianej czarnej dziury oraz gwiazdy należącej do nadolbrzymów. Masa czarnej dziury wynosi od 10 do 20 mas Słońca, zaś samej gwiazdy około 30 mas Słońca.
Mikrokwazar SS 433. Wizja artysty. | Źrodło: DESY, Science Communication Lab
Czarna dziura niczym bączek
Okres orbitalny ciał należących do mikrokwaraza wynosi zaledwie 13 dni. Z tego powodu czarna dziura stale przyciąga do siebie strumień materii pochodzącej z towarzyszącej jej gwiazdy. Istotny jest jednak fakt, że nie cała materia przyciągana przez czarną dziurę jest przez nią pochłaniana. Jej część jest odsysana z wewnętrznej krawędzi dysku akrecyjnego otaczającego czarną dziurę. Nie ma jednak pewności, z jakiego powodu tak się dzieje. Następnie ta odsysana materia prawdopodobnie tworzy dżety plazmy emitujące promieniowanie rentgenowskie i gamma, które są wystrzeliwane przez bieguny czarnej dziury. Ich prędkość może osiągać zapewne znaczną część prędkości światła.
Nie można też pominąć tego, iż czarna dziura wchodząca w skład mikrokwazara SS 433 się chyboce, niczym bączek. To chybotanie określane jest jako precesja rotacyjna. Za jej sprawą dżety plazmy są wystrzeliwane nie w linii prostej, a tak, że tworzą spirale. Proces ten zobrazowano na poniższym filmie, na przykładzie innego mikrokwazara.
Za sprawą dziesięcioletnich obserwacji SS 433, autorzy pracy z Nature Astronomy byli w stanie określić, że okres precesji dysku jego czarnej dziury wynosi 162 dni. Dzięki niemu dżety co 162 dni zdają się pulsować, co ma związek tym, że czasowo są one skierowane mocniej w stronę Ziemi, a czasowo dalej.
Na razie niewiadoma pozostaje niewiadomą
Dokładnie co tyle samo dni promieniowaniem gamma pulsuje obłok Fermi J1913+0515. Jest to dziwne nie tylko za sprawą jego odległości od mikrokwaraza, ale również przez to, że dżety mikrokwazara w ogóle nie wchodzą w kontakt z chmurą. W tej chwili astronomom przyszło do głów tylko jedno potencjalne wyjaśnienie zagadki – być może protony emitowane przez same dżety bądź w okolicy równika czarnej dziury do obłoku regularnie docierają i powodują emitowanie w jego obrębie promieniowanie gamma.
Wygląda na to, że mikrokwazar SS 433 jest jeszcze bardziej fascynujący niż dotychczas myślano. Zatem, w przyszłości astronomowie z pewnością będą mu się dokładnie przyglądać, zwłaszcza że tajemnica związku czarnej dziury i obłoku Fermi J1913+0515 jest jeszcze daleka od kompletnego rozwiązania.
Źródło: Nature Astronomy, fot. tyt. DESY, Science Communication Lab