Kwazary widoczne przy energiach promieniowania gamma nazywane są „blazarami”. Blazary są jednymi z najbardziej energetycznych obiektów we wszechświecie i są napędzane przez supermasywne czarne dziury w rdzeniu niektórych gigantycznych galaktyk eliptycznych. Międzynarodowy zespół astrofizyków wykorzystujący połączenie naziemnych i kosmicznych teleskopów odkrył zaskakujące zmiany w promieniowaniu emitowanym przez aktywną galaktykę. Obraz, jaki wyłania się z tych pierwszych jednoczesnych obserwacji za pomocą teleskopów optycznych, rentgenowskich i nowej generacji, jest znacznie bardziej złożony niż się spodziewali naukowcy i kwestionuje obecne teorie, w jaki sposób blazary generują promieniowanie, które emitują.
Galaktyka, zwana PKS 2155-304, emituje przeciwnie skierowane strumienie cząstek poruszających się z prędkością bliską prędkości światła, gdy materia wpada do centralnej supermasywnej czarnej dziury; proces ten nie jest dobrze poznany. W przypadku blazarów galaktyka jest zorientowana tak, że patrzymy w dół strumienia.
PKS 2155-304 znajduje się 1,5 miliarda lat świetlnych stąd w południowej konstelacji Piscis Austrinus i jest zwykle wykrywalnym, ale słabym źródłem promieniowania gamma. Ale kiedy jego odrzut przechodzi poważny wybuch, jak to miało miejsce w 2006 roku, galaktyka może stać się najjaśniejszym źródłem na niebie przy najwyższych energiach promieniowania gamma, jakie naukowcy mogą wykryć - nawet 50 bilionów razy więcej niż światło widzialne. Nawet z silnych źródeł, tylko około jednego promienia gamma, ta energia uderza każdego miesiąca w kwadratowy szczyt atmosfery ziemskiej.
Absorpcja atmosferyczna jednego z tych promieni gamma powoduje krótkotrwały deszcz cząstek subatomowych. Gdy te szybko poruszające się cząstki przepływają przez atmosferę, wytwarzają słaby błysk niebieskiego światła. Wysokoenergetyczny system stereoskopowy (H.E.S.S), szereg teleskopów zlokalizowanych w Namibii, uchwycił te błyski z PKS 2155-304.
Promienie gamma o niższych energiach zostały wykryte bezpośrednio przez Teleskop Dużego Obszaru (LAT) na pokładzie orbitującego kosmicznego teleskopu gamma-ray Fermi NASA. „Uruchomienie Fermi daje nam możliwość pomiaru tej potężnej galaktyki po raz pierwszy na możliwie największej liczbie fal”, mówi Werner Hofmann, rzecznik prasowy H.E.S.S. zespół w Instytucie Fizyki Jądrowej Maxa-Plancka w Heidelbergu w Niemczech.
Po pełnym uwzględnieniu reżimu gamma zespół zwrócił się do satelitów NASA Swift i Rossi X-ray Timing Explorer (RXTE), aby dostarczyć dane na temat emisji rentgenowskiej galaktyki. Dopełnieniem zasięgu długości fali był H.E.S.S. Automatyczny teleskop do monitorowania optycznego, który rejestrował aktywność galaktyki w świetle widzialnym.
Między 25 sierpnia a 6 września 2008 r. Teleskopy monitorowały PKS 2155-304 w cichym, pozbawionym płomieni stanie. Wyniki 12-dniowej kampanii są zaskakujące. Podczas gwałtownych epizodów tego i innych blazarów emisja promieniowania rentgenowskiego i gamma rośnie i spada razem. Ale tak się nie dzieje, gdy PKS 2155-304 jest w stanie cichym - i nikt nie wie, dlaczego.
Jeszcze dziwniejsze jest to, że światło widzialne galaktyki unosi się i opada wraz z emisją promieniowania gamma. „To jak oglądanie palnika, w którym najwyższe i najniższe temperatury zmieniają się stopniowo, ale średnie nie zmieniają się” - mówi Berrie Giebels, astrofizyk z francuskiej École Polytechnique, która współpracuje zarówno z H.E.S.S. i zespoły Fermi LAT.
„Astronomowie dowiadują się, że różne składniki dżetów w blazarach oddziałują w dość skomplikowany sposób w celu wytworzenia obserwowanego promieniowania”, mówi członek zespołu Fermi Jim Chiang z Uniwersytetu Stanford w Kalifornii. „Te obserwacje mogą zawierać pierwsze wskazówki, które mogą nam pomóc rozwikłać, co naprawdę dzieje się głęboko w sercu blazara. ”
Źródło: NASA
