Przejdź do treści

SBS B1646+499: skomplikowana przeszłość czarnej dziury i blazara

Blazary to szczególny typ galaktyk aktywnych. Zdaniem naukowców z Krakowa w przypadku blazara SBS B1646+499 faza aktywności centralnego jądra galaktycznego miała już miejsce co najmniej dwukrotnie.

Blazary stanowią szczególną klasę galaktyk aktywnych (ang. AGN – Active Galactic Nuclei). W ich centrach znajdują się masywne czarne dziury otaczane przez dyski akrecyjne. Taka czarna dziura zdaje się pochłaniać całą okoliczną materię. Wypływają z niej przy tym dwa przeciwległe dżety - poruszające się z ogromnymi prędkościami, silnie skolimowane strugi plazmy, które zasilają ogromne obszary emisji radiowej galaktyki nowymi cząstkami. Promieniowanie takich galaktyk jest zdominowane właśnie przez relatywistycznie wzmocnioną, nietermiczną emisję dżetów i tak zwanych płatów radiowych. W przypadku blazarów dżety są jednak dodatkowo obserwowane pod niewielkim kątem w stosunku do Ziemi, a zatem ich widziane widmo promieniowania w dużej mierze pochodzi właśnie od pojedynczego dżetu skierowanego w stronę obserwatora.

SBS B1646+499 to blazar położony na niebie północnym. Jego odległość od Ziemi wynosi ponad pół miliarda lat świetlnych, co czyni go jednym z najbliższych radiogalaktyk tego rodzaju. W tym roku krakowscy astronomowie dokładniej zbadali obiekt na częstotliwości radiowej 610 MHz. Pomogły w tym dedykowane obserwacje wykonane z udziałem indyjskiego interferometru radiowego Giant Meterwave Radiotelescope (GMRT).

Wykryto między innymi rozciągłą emisję radiową, na którą składają się dwa "klasyczne" płaty (loby) radiowe. A zatem morfologia tego konkretnego blazara przypomina bardziej zwyczajną radiogalaktykę - z dobrze widocznym centrum, jednostronnym dżetem i dwoma ogromnymi płatami emisji, rozciągającymi się w tym przypadku na odległość wynoszącą aż ¾ odległości dzielącej nas od M31 (słynnej Galaktyki Andromedy - galaktyki satelitarnej Drogi Mlecznej).

Jednak blazary to z definicji obiekty skierowane jednym dżetem mniej więcej w stronę Ziemi. Oznacza to, że nie powinniśmy móc widzieć wyraźnie lobów. Z kolei ich obecność zdaje się raczej sugerować, że tworzące je dżety muszą być ustawione w przybliżeniu prostopadle do naszej linii widzenia. Jak można wyjaśnić tę dziwną rozbieżność?

Autorzy omawianej publikacji uważają, że najprawdopodobniej galaktyka aktywna SBS B1646+499 wraz ze znajdującą się w jej centrum czarną dziurą przeszła w swej przeszłości co najmniej dwie fazy aktywności. W takim scenariuszu zaobserwowane płaty emisji radiowej są pozostałością po pierwszej z nich. Po tej pierwszej fazie dżety musiały w jakiś sposób zmienić swój kierunek w przestrzeni, po czym aktywność obiektu została wznowiona, a on sam jawi nam się odtąd jako klasyczny blazar.

Dżet musiał zatem zmienić kierunek swej propagacji. Przyczyną tego może być tak zwany efekt Lense'a-Thirringa, który wiąże się z precesją obracającego się, masywnego ciała o dużym momencie bezwładności i zachodzi na skutek włóczenia za sobą (unoszenia) układu inercjalnego (ang. frame-dragging) w silnym polu grawitacyjnym. Mechanizm ten jest opisywany i wyjaśniany na gruncie Ogólnej Teorii Względności.

Warto dodać, że omawiany blazar nie jest pierwszym znanym przypadkiem radiogalaktyki ze wznowioną aktywnością. Aktywność radiogalaktyk jest zjawiskiem przejściowym i po pewnym czasie ustaje. Jednak, jak dowodzą liczne obserwacje, może też z czasem dojść do jej wznowienia. Ślady po poprzedniej fazie aktywności zostały w szczególności wykryte dla szeregu radiogalaktyk o dużych rozmiarach liniowych. Istnieje także kilka przypadków radiogalaktyk, których morfologia świadczy o istnieniu w ich przeszłości aż trzech faz aktywności - to na przykład zgłoszona do publikacji w roku 2016 galaktyka J1216+0709 oraz również badana przez polskich astronomów J1453+3308.

Ilustracja: Radiogalaktyka ze wznowioną aktywnością - J1453+3308 (Konar et al. 2006)

Astronomowie mają nadzieję na odkrycie większej ilości obiektów o tak burzliwej przeszłości, gdyż może to w znacznym stopniu przyczynić się do lepszego poznania tak zwanych procesów sprzężenia zwrotnego w galaktykach i gromadach galaktyk. Przeorientowane dżety mogą być na przykład bardziej wydajne w ogrzewaniu swojego gazowego otoczenia.

 

Czytaj więcej:

 

Źródło: Uniwersytet Jagielloński

Ilustracja na górze: Mapy indeksu spektralnego SBS B1646+499. Po lewej: gigantyczne, pierwotne loby. Po prawej: wewnętrzna struktura radiowa) nałożone na obraz galaktyki zarejestrowany na częstotliwości radiowej 610 MHz przez sieć GMRT. Źródło: publikacja zespołu.