Kosmiczne tango bliźniaczych kwazarów

Naukowcy rozwikłali od dawna istniejącą zagadkę kwazarów tworzących rzadko spotykany układ podwójny. Unikat ten znajduje się 11 miliardów lat świetlnych od Ziemi, a zagadkę udało się rozwiązać dzięki kosmicznemu teleskopowi rentgenowskiemu Chandra. Wcześniej uważano "bliźniaki" za optyczne złudzenie. Teraz uważa się, że powstały one na skutek łączenia się galaktyk, a występowanie takich "unikatów" mogło być częstym zjawiskiem w gęstym, wczesnym Wszechświecie, krótko po Wielkim Wybuchu.

Zdjęcie z teleskopu Chandra bliźniaczych kwazarów Q2345+007 A, B pokazuje, że obiekty nie są identyczne. Prawdopodobnie nie są zatem optyczną iluzją, jak do tej pory myślano. Obiekty te mogły powstać w wyniku łączenia się galaktyk. (NASA/SAO/CXC/P.Green et al.)

"Gdy galaktyki oddziaływały ze sobą lub gdy się łączyły, stały się wówczas bardziej aktywne i jaśniejsze. Mogły wówczas pobudzić aktywność kwazarów znajdujących się w ich centrach," twierdzi Paul Green z Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics, Cambridge, Mass., który przewodzi grupie badawczej. " Kwazary wyglądają jakby wylęgły się w tym samym gnieździe."

Kwazary tkwią w centrach galaktyk, a wzmacniane są przez supermasywną czarną dziurę. Kwazar emituje o wiele więcej energii niż wszystkie gwiazdy w jego macierzystej galaktyce, dlatego samą galaktykę trudno zaobserwować - ginie w świetle kwazara (WiŻ 3/1999).

Dane z Chandry pokazują, że kwazary Q2345+007 A, B nie są zwierciadlanym odbiciem wywołanym zjawiskiem zwanym soczewkowaniem grawitacyjnym. Te dwa kwazary są raczej oddzielnymi obiektami stworzonymi, gdy ich macierzyste galaktyki zbliżyły się do siebie, wzmacniając napływ materii na centralną czarną dziurę w każdej z nich.

Często pary kwazarów, które wydają się być bardzo blisko siebie i znajdują się w tej samej odległości od Ziemi, okazują się być czystą iluzją; naprawdę są częścią układu soczewek grawitacyjnych. W takich przypadkach obraz pojedynczego kwazara jest rozdzielony na dwa, a nawet więcej obrazów, ponieważ jego światło ulega zakrzywieniu i zogniskowaniu w drodze do Ziemi, w wyniku oddziaływania grawitacyjnego jakiegoś masywnego obiektu typu galaktyki czy gromady galaktyk.

Zazwyczaj obiekt, który powoduje soczewkowanie obserwowany jest jako np. słabsza galaktyka bądź gromada galaktyk widoczna między lub wśród obrazów kwazara potwierdzając, że obraz wielu czy dwu kwazarów to tylko iluzja (w rzeczywistości jest tylko jeden kwazar). Tak też myślano o parze kwazarów Q2345+007 A, B. Widmo tych obiektów było do siebie bardzo podobne, tak w zakresie widzialnym jak i ultrafioletowym. Po niemal 20 latach od ich odkrycia w zakresie widzialnym nie udało się znaleźć obiektu, który mógłby spowodować "rozszczepienie" obrazu pojedynczego kwazara na dwa obserwowane. Rozpoczęły się spekulacje na temat tego co mogło spowodować ugięcie promieni świetlnych idących z kwazara Q2345+007. Sugerowano istnienie nowego typu gromady, która zawiera gorący gaz i ciemną materię. Taka "ciemna materia" mogłaby być niewidoczna dla teleskopów optycznych i ultrafioletowych, ale ukazałaby się w zakresie rentgenowskim.

Obraz pary kwazarów z teleskopu Chandra (NASA/SAO/CXC/P.Green) w porównaniu z rozleglejszym obrazem uzyskanym w zakresie optycznym (NOAO).

Obraz Chandry, najdokładniejszy z dotychczas wykonanych w tego typu badaniach, nie ukazuje żadnych dowodów świadczących o istnieniu jakiejś masywnej ciemnej gromady. Co więcej widmo obejmujące zakres fal X jest wyraźnie odmienne dla każdego z kwazarów.

"Może to oznaczać, że para Q2345+007 A, B rzeczywiście składa się z dwu oddzielnych obiektów. W tym wypadku jednak zagadka pozostaje. W jaki sposób dwa kwazary mogą mieć identyczne widma optyczne? Zbieżność wydaje się nieprawdopodobna" - przyznaje Paul Green.

Jedno z możliwych wyjaśnień jest takie, że kwazary formowały są blisko siebie, stąd ich podobieństwo na falach optycznych, ale promienie X, które są bliżej centralnych czarnych dziur, nadają im indywidualne cechy w tym zakresie.

Chandra obserwowała Q2345+007 w maju 2000 roku przez 65 tysięcy sekund (18 godzin) używając spektrometru Advanced CCD Imaging Spectrometer.

19 marca 2002
Źródło | K.Zawada

Liczba odsłon: 1828