Niecałe 400 milionów lat świetlnych stąd, w konstelacji Wężownika, Teleskop Chandra odkrył rentgenowskie pozostałości świadczące o procesach energetycznych na rekordową skalę.

Czarne dziury naprawdę zdają się wyjęte z jakiejś bajki.

Caleb Scharf

Na ogół, kiedy popu­la­ry­za­to­rzy nauki opo­wia­dają o wyso­ko­ener­ge­tycz­nych dziwach roz­świe­tla­ją­cych wszech­świat, przy­wo­łują super- i hiper­nowe, kolizje pulsarów lub czarnych dziur, roz­bły­ski gamma, a ostatnio również sygnały FRB. I rze­czy­wi­ście, gdybyśmy chcieli przy­zna­wać wyróż­nie­nia w kate­go­rii “gwał­towni i efek­towni” – powyższe kata­kli­zmy bez wąt­pie­nia wal­czy­łyby o medale. Każde z nich potrafi porząd­nie wstrzą­snąć kosmiczną okolicą i na krótką chwilę przyćmić swym blaskiem całą galak­tykę.

Nieco na uboczu pozo­stają popisy astro­no­micz­nych mara­toń­czy­ków. Może mniej dyna­micz­nych i eks­cy­tu­ją­cych, ale suma­rycz­nie gene­ru­ją­cych gar­gan­tu­iczne ilości energii, nie­po­rów­ny­walne z niczym co znamy.

Właśnie na tego rodzaju zjawisko natrafił ostatnio Kosmiczny Teleskop Chandra. A dokład­niej na pozo­sta­ło­ści zjawiska, albowiem wszystko czym dys­po­nu­jemy, to rent­ge­now­ski obraz zaburzeń gęstości gazów w ośrodku mię­dzy­ga­lak­tycz­nym. Mówiąc po ludzku, w odda­lo­nej o 390 milionów lat świetl­nych gro­ma­dzie zadziało się coś, co wywarło wpływ na obszar, w którym zmie­ści­łoby się kil­ka­na­ście galaktyk roz­mia­rów Drogi Mlecznej. Powstał bąbel (czy jak tam nazwać astro­no­miczny odpo­wied­nik krateru) mierzący grubo ponad milion lat świetl­nych średnicy! Jakie wyda­rze­nie dopro­wa­dziło do tak spek­ta­ku­lar­nych efektów? Co za licho pozo­sta­wiło po sobie ślad widoczny na tle całej gromady galaktyk?

Zdjęcie powstałe przy współ­pracy Chandry z trzema innymi obser­wa­to­riami. Kolor różowy przed­sta­wia pro­mie­nio­wa­nie rent­ge­now­skie, nie­bie­ski radiowe, zaś biały pod­czer­wień.

Media zdążyły rzucić śmiałymi nagłów­kami o naj­więk­szym wybuchu w historii wszech­świata, czy też (o zgrozo) naj­sil­niej­szej eks­plo­zji od czasów wiel­kiego wybuchu. Chciał­bym jednak zwrócić uwagę, że pojęcie wybuchu – tra­dy­cyj­nie koja­rzące się z czymś nagłym i gwał­tow­nym – może być w tym przy­padku złudne. Jeżeli geneza “wnęki” w gro­ma­dzie Wężow­nika pre­zen­tuje się podobnie do innych feno­me­nów tej klasy, to jest ona rezul­ta­tem dłu­go­fa­lo­wej erupcji energii, wywo­ła­nej wysił­kami super­ma­syw­nej czy nawet ultra­ma­syw­nej czarnej dziury.

Oczy­wi­ście za szczodrą emisję mon­stru­al­nych porcji energii nie odpo­wiada sama dziura, lecz całe jej oto­cze­nie – okre­ślane przez astro­fi­zy­ków jako AGN (Active Galactic Nucleus), czyli jądro galak­tyki aktywnej. Moloch o masie miliarda Słońc, z szerokim dostępem do wielkich rezerw materii, pełni tu rolę swo­istego silnika napę­dza­ją­cego zjawisko akrecji. Kiedy nadmiar materii opada na horyzont zdarzeń, dochodzi do sfor­mo­wa­nia dysku, w którym czą­steczki pod­le­gają inten­syw­nemu miaż­dże­niu, ście­ra­niu i roz­grza­niu do eks­tre­mal­nych tem­pe­ra­tur. Ten, zda­wa­łoby się prosty efekt, należy do naj­wy­daj­niej­szych mecha­ni­zmów znanych naturze i sprawia, że centrum galak­tyki dziko żarzy w zakresie rent­ge­now­skim. Jakby tego było mało, czasem, przy sprzy­ja­ją­cych warun­kach, pro­sto­pa­dle do płasz­czy­zny dysku akre­cyj­nego wyrzu­cany jest wido­wi­skowy dżet, pod postacią strugi nała­do­wa­nych cząstek.

Taki festiwal kosmicz­nego obżar­stwa może trwać z różną inten­syw­no­ścią od kilku do stu milionów lat, w którym to czasie czarna dziura potrafi pochło­nąć ekwi­wa­lent kilkuset milionów gwiazd.

Stwór, jaki dopro­wa­dził do powsta­nia impo­nu­ją­cej wyrwy w Wężow­niku musiał dys­po­no­wać nie­spo­ty­ka­nym dotąd budżetem ener­ge­tycz­nym. Poprzedni rekor­dzi­sta związany był z gromadą MS 0735.6+7421, gdzie w 2005 roku odkryto pogo­rze­li­sko suge­ru­jące wyrzut energii rzędu 1055 J (mowa o nony­lio­nach dżuli). Jak oceniają autorzy nowego badania, ślady w gro­ma­dzie Wężow­nika pozo­sta­wił proces nawet pię­cio­krot­nie sil­niej­szy. To dzie­siątki miliar­dów razy więcej niż energia emi­to­wana przez typowy rozbłysk gamma. Tyle tylko – co raz jeszcze pod­kre­ślam – że rozbłysk potrafi wyprzty­kać cały swój arsenał w niecałą sekundę, podczas gdy erupcje aktyw­nych jąder galaktyk ter­ro­ry­zują kosmiczne sąsiedz­two przez miliony lat.

Pojawiły się również wyja­śnie­nia alter­na­tywne…

Czy gromada w Wężow­niku stała się sceną dla tego typu demon­stra­cji siły? Obecnie tele­skopy odbie­rają z tamtego rejonu dość słabe sygnały radiowe. Być może czarna dziura, która przez miliony lat napę­dzała rekor­dowy dysk akre­cyjny, dawno wyczer­pała dostępne sobie zasoby paliwa i przeszła na zasłu­żoną eme­ry­turę. Wszystko co widzimy stanowi relikt wyga­słego AGN.

Literatura uzupełniająca:
S. Giacintucci, M. Markevitch, M. Johnston-Hollit, Discovery of a Giant Radio Fossil in the Ophiuchus Galaxy Cluster, “The Astrophysical Journal”, vol. 891, nr 1;
Excavating a Dinosaur in a Galaxy Cluster, [online: www.chandra.harvard.edu/blog/node/751];
MS 0735.6+7421: Monstrous Black Hole Blast in the Core of a Galaxy Cluster, [online: www.chandra.harvard.edu/photo/2006/ms0735/];
C. Scharf, Silniki grawitacji. Jak czarne dziury rządzą galaktykami i gwiazdami, przeł. U. Seweryńska, Warszawa 2014.
  • Lucjusz

    Dzięki za tekst. Tak właśnie prze­czu­wa­łem, że ta “naj­więk­sza eks­plo­zja” niewiele ma wspól­nego ze słow­ni­kową eks­plo­zją. Ale oczy­wi­ście nadal robi wrażenie.

  • m

    Czy osza­co­wano może jakiej wiel­ko­ści była (jest) owa czarna dziura? Może przy okazji pobije rekord naj­ma­syw­niej­szej.

  • Michał Skichał

    Hej!
    Po lekturze artykułu wiem, że ktoś odkrył jakieś ener­ge­tyczne zjawisko, jakąś wyrwę, bąbel czy krater, ale nie zro­zu­mia­łem co miało wybuch­nąć, o bąbel czego tutaj chodzi, w czym jest ten krater, co z tym wszyst­kim ma akrecja (ona nie powoduje przecież żadnych wybuchów, bąbli czy kraterów), dżet czy rozbłysk gamma… Mam wrażenie, że ciś mi umknęło, nie powią­za­łem jakiś infor­ma­cji ze sobą lub czegoś nie doko­ja­rzy­łem. Może się starzeję, albo zbyt pośpiesz­nie czytam na przerwie w robocie i mam trud­no­ści z kon­cen­tra­cją oraz syntezą, więc proszę o wyba­cze­nie moim ułomnym zdol­no­ściom, niemniej jednak gdyby ktoś mi wskazał to, co prze­oczy­łem w lekturze, to bardzo by mi pomógł.

    • Luciusz

      No właśnie w tym rzecz, że nic nie “wybuchło”. Ja rozumiem, że przez miliony lat czarna dziura napę­dza­jąca dysk akre­cyjny emi­to­wała jakieś nie­wy­obra­żalne ilości pro­mie­nio­wa­nia, pewnie na kształt wiatru sło­necz­nego i wywołała efekty widoczne nawet w skali galak­tycz­nej.

      • Michał Skichał

        OK, dzięki!

  • Dr. Paul Kopetzky

    ps. Cytat/motto artykułu strzał w 10! cha cha.

  • mirek57

    OOOO… Nowy layout? Moim zdaniem lepszy niż poprzedni, tylko po co te gwiazdki? 🙂

    • https://www.kwantowo.pl/ Adam Adamczyk

      Prace trwają. 🙂

      • m

        Link do komen­ta­rzy nie działa. Ani z artykuły ani ze strony głównej.

      • BloodMan

        Wrzuć tam fotki nieba w tło…

      • BloodMan

        Żeby nie było nie­do­mó­wień z tym niebem — KOSMOSU ! ;p

      • https://www.kwantowo.pl/ Adam Adamczyk

        Też lubię retro, ale bez przesady. 😉

  • Marek Mirek

    Nażarła się i zdechła a chlew pozostał 😉