Kosmiczny teleskop rentgenowski Chandra obserwował rzadki poczwórny kwazar. Szczegółowa analiza danych pozwoliła na stwierdzenie, że za wzmocnienie obrazu w promieniowaniu X odpowiedzialna jest pojedyncza gwiazda leżąca w znajdującej się bliżej galaktyce. Odkrycie daje astronomom nowy i precyzyjny sposób zbadania przepływu gazu w pobliżu supermasywnej czarnej dziury napędzającej kwazar.

Jeśli nasza interpretacja jest poprawna, widzimy w pobliżu tej czarnej dziury szczegóły 50 tysięcy razy mniejsza niż te, które można dostrzec za pomocą Kosmicznego Teleskopu Hubble'a i typowych obserwacji Chandry” – powiedział George Chartas z Penn State University w University Park, główny autor pracy o Listku Koniczyny, która ukazała się w Astrophysical Journal

Listek Koniczyny to pojedynczy obiekt znajdujący się około 11 miliardów lat świetlnych od Ziemi. Na skutek zjawiska soczewkowania grawitacyjnego widzimy jego cztery obrazy. Jeśli na linii obserwator – kwazar leży galaktyka lub kilka, ich pole grawitacyjne odchyla bieg promienia świetlnego i wzmacnia go. Pojawiają się wielokrotne obrazy tego samego obiektu. To właśnie dzieje się z promieniowaniem biegnącym od Listka Koniczyny.

Schemat przedstawiający zjawisko soczewkowania grawitacyjnego. Światło (w tym przypadku rentgenowskie) biegnące od odległego kwazara ugina się w pobliżu bliżej leżącej galaktyki i dociera do kosmicznego obserwatorium Chandra, tworząc cztery osobne obrazy.

Jeden z obrazów (A) jest jaśniejszy od pozostałych zarówno w zakresie widzialnym jak i rentgenowskim. Chartas i jego koledzy stwierdzili, że wzmocnienie jasności w zakresie X jest znacznie silniejsze od wzmocnienia w świetle widzialnym. Podobnemu wzmocnieniu uległo też promieniowanie X pochodzące od zjonizowanych atomów żelaza. Skoro zwiększenie natężenia promieniowania na skutek soczewkowania nie zależy od długości fali, oznacza to, że musi ono być wzmacniane jeszcze przez jakiś obiekt.

Może to być wyjaśnione za pomocą mikrosoczewkowania, efektu który wykorzystywany jest do poszukiwania bardzo zwartych obiektów i planet w naszej Galaktyce. Mikrosoczewkowanie pojawia się wtedy, gdy na drodze promieni świetlnych staje gwiazda lub układ gwiazd.

Jeśli gwiazda pojawia się na linii widzenia, promieniowanie dalszego obiektu wzmacniane jest w selektywny sposób. Jeśli promieniowanie X pochodzi z mniejszego niż widzialne obszaru wokół czarnej dziury, powinno być ono wzmacniane bardziej niż zwykłe światło. Promieniowanie zjonizowanych atomów żelaza powinno podlegać temu samemu efektowi.

Analizy pokazują, że promieniowanie X pochodzi z bardzo małego obszaru (o rozmiarach Układu Słonecznego) znajdującego się w pobliżu supermasywnej czarnej dziury. Światło widzialne dobiega z obszaru przynajmniej dziesięciokrotnie większego. Rozmiary kątowe tych regionów widziane z odległości 11 miliardów lat świetlnych są dziesiątki tysięcy razy mniejsze niż te, które dostrzec można na zdjęciach z Kosmicznego Teleskopu Hubble'a.

Mikrosoczewkowanie dostarcza nam silnych testów modeli mówiących o przepływach gazu wokół supermasywnych czarnych dziur” – powiedział Chartas.

Autor

Michał Matraszek