Czarna dziura celuje w Ziemię: kandydat na pierwszy mikroblazar
Astronomowie zidentyfikowali w Drodze Mlecznej obiekt, który może być pierwszym znanym mikroblazarem: układem podwójnym z czarną dziurą, której dżet jest skierowany niemal wprost na Ziemię. Jeśli interpretacja się potwierdzi, nasza Galaktyka zyska własny, bliski odpowiednik jasnych jąder odległych galaktyk, a wraz z nim możliwe źródło jednych z najbardziej energetycznych cząstek w Galaktyce. Wyniki opublikowano w czasopiśmie Astronomy & Astrophysics.
Blazar w miniaturze
Blazar to aktywne jądro galaktyki, w którym supermasywna czarna dziura wyrzuca dżet, czyli wąską strugę plazmy rozpędzonej niemal do prędkości światła, skierowany prawie dokładnie w naszą stronę. Taka geometria sprawia, że jądro wydaje się nadzwyczaj jasne. Mikroblazar to ten sam mechanizm w skali gwiazdowej: zamiast czarnej dziury o masie milionów lub miliardów mas Słońca mamy czarną dziurę o masie gwiazdowej, która pobiera materię z gwiazdy towarzyszącej. Układy z takimi dżetami nazywamy mikrokwazarami. Istnienie mikroblazarów, czyli mikrokwazarów patrzących na nas wzdłuż osi dżetu, przewidywano od lat 90. XX wieku, ale brakowało przekonującego przykładu.
Gwiazda ukryta za pyłem
Obiekt nosi oznaczenie IRAS 18293−0941 i znajduje się około 11 700 lat świetlnych od nas, za zasłoną pyłu międzygwiazdowego. Skatalogował go już w latach 80. XX wieku satelita IRAS, ale w świetle widzialnym jest bardzo słaby. Pierwszym autorem pracy jest Josep Martí z Uniwersytetu w Jaén. Zespół połączył dane z radioteleskopów (m.in. MeerKAT i Europejskiej Sieci VLBI), teleskopów optycznych, podczerwonych, rentgenowskich i gamma oraz pozycję gwiazdy z kosmicznego teleskopu Gaia. W komunikacie Uniwersytetu w Amsterdamie Benito Marcote z instytutów JIVE i ASTRON nazwał to prawdziwą kampanią wielozakresową.
Co pokazały obserwacje
Zmiany blasku gwiazdy wskazują na okres obiegu wynoszący około 11,4 doby. Według komunikatu składniki układu to gorąca, masywna gwiazda i czarna dziura o masie około dziesięciu mas Słońca. Czarna dziura wychwytuje materię z gwiazdy, a ta tworzy wokół niej dysk akrecyjny, czyli wirujący, rozgrzany pierścień gazu. Część materii zostaje wyrzucona w dwóch przeciwległych dżetach.
Obraz radiowy pokazuje wyraźnie wydłużony, jednostronny dżet. To oczekiwany efekt, gdy strumień porusza się z prędkością bliską prędkości światła pod niewielkim kątem do linii widzenia: według teorii względności strumień biegnący ku nam wydaje się jaśniejszy, a przeciwny słabnie. Z pomiarów radiowych autorzy wyznaczają dolne ograniczenie na prędkość dżetu, około dwóch trzecich prędkości światła, oraz kąt do linii widzenia nie większy niż około 48 stopni. Z modelowania wychodzi wartość rzędu 20 stopni. Pozycja z Gaia i obserwacje VLBI zgadzają się co do tego, że dżet wypływa z tej właśnie gwiazdy. Ślad po przeciwnym dżecie, w postaci bańki i gorącego punktu w miejscu uderzenia w gaz, wykrył MeerKAT.
Akcelerator cząstek?
Najciekawszy wątek dotyczy cząstek o najwyższych energiach. W pobliżu IRAS 18293−0941 leży źródło LHAASO J1831−1007u*, zarejestrowane przez obserwatorium LHAASO jako emitujące promieniowanie gamma o energiach przekraczających 100 teraelektronowoltów. Według modelu autorów cząstki przyspieszone w dżecie uderzają w pobliski obłok molekularny, a to może tłumaczyć tę emisję. Wymagałoby to przyspieszenia cząstek prawdopodobnie do energii rzędu petaelektronowoltów, czyli wielokrotnie powyżej tego, co uzyskują największe akceleratory na Ziemi.
Ostrożnie z wnioskami
Autorzy sami zastrzegają, że to kandydat, a nie potwierdzenie. Tytuł pracy mówi o potencjalnym akceleratorze, a związek ze źródłem LHAASO uznają za prawdopodobny, nie pewny, bo wcześniej przypisywano je innym obiektom. Odległość wynika z przypisania układu do obłoku molekularnego, a nie z bezpośredniego pomiaru. Dane pochodzą z różnych epok, a typ gwiazdy towarzyszącej nie jest rozstrzygnięty. Brak szybkiej zmienności emisji tłumaczą gęstą otoczką gwiazdy.
Co dalej
Marcote zapowiada dalsze obserwacje miejsca, w którym dżet uderza w ośrodek międzygwiazdowy. Pozwolą one sprawdzić, jak gaz jest tam podgrzewany i jonizowany. Jeśli IRAS 18293−0941 okaże się mikroblazarem, badacze zyskają obiekt, w którym zjawiska znane z odległych galaktyk można badać z bliska.
Źródła
Główne:
Kontekstowe:
- Universiteit van Amsterdam / Anton Pannekoek Institute, komunikat First microblazar,
- INAF Media, Microblazar IRAS 18293−0941,
Opracowanie: Agnieszka Nowak
