Radiogalaktyka Hercules A w różnych zakresach widma

Mapa radiowa galaktyki HERCULES A (3C 348) wykonana interferometrem radiowym VLA (Very Large Array). Dane radiowe pokrywające zakres częstotliwości od 4 do 9 GHz zostały zebrane w latach 2010-2011. (Źródło: R. Perley and W. Cotton (NRAO/AUI/NSF))
Efektowne dżety plazmy, zasilane na bieżąco przez energię grawitacyjną masywnej czarnej dziury znajdującej się w samym centrum galaktyki eliptycznej Hercules A, ilustrują możliwości obserwacyjne dwóch być może najpotężniejszych obecnie teleskopów na świecie: Kosmicznego Teleskopu Hubble'a i rozbudowanego niedawno zespołu radioteleskopów - interferometru radiowego VLA w Nowym Meksyku.

Leżąca mniej więcej dwa miliardy lat świetlnych stąd, żółtawa galaktyka eliptyczne widoczna pośrodku powyższego zdjęcia w kamerze teleskopu optycznego wydaje się całkiem zwyczajna. Jest ona w przybliżeniu tysiąc razy masywniejsza niż nasza Droga Mleczna i ma w swym centrum czarną dziurę o masie 2,5 miliardów mas Słońca - czyli około tysiąc razy cięższą niż czarna dziura znajdująca się w centrum Naszej Galaktyki. Jednak ten obiekt, znany też powszechnie pod nazwą 3C 348, przez długi czas znany był przede wszystkim jako silne radioźródło - najsilniejsze w konstelacji Herkulesa. Emituje ono łącznie niemal miliard razy więcej promieniowania na falach radiowych niż Słońce i jest jednym z silniejszych radioźródeł na całym naszym niebie.

Dane radiowe - mapy wykonane interferometrem VLA - ukazują rozległe, niewidoczne w dziedzinie optycznej dżety, rozległe na jeden i pół miliona lat świetlnych. Wychodzą one przeciwbieżnie z centralnej galaktyki widzianej w świetle widzialnym. Stanowią wiązki poruszającej się prędkościami stanowiącymi ułamek prędkości światła wiązki plazmy z wmrożonym w nie polem magnetycznym. Produkowane są one przy udziale pół magnetycznych czarnej dziury oraz jej własnego momentu pędu - pole to zakrzywia plazmę i kieruje ją w rejony polarne czarnej dziury, a stąd, wraz z otwartymi liniami sił pola, są one z wielką mocą wystrzeliwane w przestrzeń. Tu zewnętrzne rejony tych dżetów wykazują niecodzienne struktury w formie zagiętych pierścieni, co może wskazywać na to, że plazma była wyrzucana z czarnej dziury w formie wielu pojedynczych rozbłysków. Z kolei najbardziej wewnętrzne części dżetu nie są widoczne, ponieważ ich materiał porusza się z bardzo dużą prędkością. Efekty relatywistyczne ograniczają w tym miejscu całe światło do wąskiego stożka zrównanego z osią dżetu, więc światło to nie może do nas dotrzeć. W większej odległości od galaktyki macierzystej dżety stają się jednak niestabilne - załamują się w pierścienie i smugi.

Całe radioźródło dodatkowo otacza bardzo gorący gaz emitujący silne promieniowanie rentgenowskie. Nie jest on jednak widoczny na kompozycji danych optycznych i radiowych.

Obserwatorium Very Large Array składa się z 27 anten o średnicy 25 metrów i masie 209 ton każda. Ułożone są one w trzech rzędach, tworzących kształt litery Y, której pojedyncze ramię ma 21 kilometrów długości. Anteny zamocowane są na podstawach jeżdżących po szynach, co umożliwia zmianę ich pozycji i konfiguracji. Wspólnie mogą działać jak jedna wielka antena o średnicy 36 kilometrów. Rozdzielczość kątowa  takiej anteny to 0,05 sekundy.

Liczba odsłon: 1695


Część zespołu anten VLA - Soccoro, Nowy Meksyk, USA.
Image courtesy of NRAO/AUI