Radioastronomowie z Jodrell Bank Observatory z Manchesteru zaobserwowali dziwny obiekt w galaktyce M82, który pojawił się nagle na częstotliwościach radiowych i utrzymuje stałą jasność przez miesiące. Ponieważ obiekt porusza się z pozorną prędkością nadświetlną, prawdopodobnie jest to nowy typ mikrokwazara. Jednak inaczej niż w przypadku obserwowanych dotąd mikrokwazarów, nie zaobsjerwowano towarzyszącego mu promieniowania rentgenowskiego.

Galaktyka M82, w której dokonano odkrycia, znajduje się w odległości 10 mln lat świetlnych od Układu Słonecznego. Po zderzeniu z sąsiednią M81 kilka milionów lat temu, M82 stała się ogromną fabryką nowych gwiazd. Szczególnie aktywny jest jej centralny region, w którym eksplozje supernowych następują co 20-30 lat. Naukowcy stale obserwują ten region przy pomocy dwóch sieci radioteleskopów: brytyjskiej MERLIN i europejskiej EVN.

Nowy obiekt pojawił się nagle w maju 2009 roku, a przez pierwszych kilka miesięcy jego jasność utrzymywała się na stałym poziomie. Zwróciło to uwagę badaczy, ponieważ zwykle supernowe w M82 rozbłyskiwały w częstościach radiowych na przestrzeni kilku tygodni, a w ciągu kilku miesięcy zanikały.

W ciągu pierwszych 50 dni zaobserwowano również przesunięcie obiektu, choć obarczone sporą niepewnością pomiarową. Przesunięcie to odpowiadałoby ruchowi obiektu z pozorną prędkością czterokrotnie przekraczającą prędkość światła. Takie zachowanie nie jest obserwowane w przypadku supernowych. Bardzo często natomiast występuje w przypadku relatywistycznych dżetów z układów z masywnymi czarnymi dziurami, w których źródłem promieniowania jest plazma, poruszająca się z prędkościami relatywistycznymi.

W takich sytuacjach, obserwowana z Ziemi nadświetlna prędkość obiektu jest tylko złudzeniem optycznym: źródło światła porusza się tak naprawdę z prędkością podświetlną, choć większą niż 0,9c, pod pewnym kątem do obserwatora. Obserwator mierzy dwa położenia obiektu na niebie, w chwili A i w chwili B, a w celu obliczenia prędkości zakłada, że światło w obu przypadkach zostało wyemitowane z tej samej odległości od niego. W rezultacie otrzymuje wynik odpowiadający prędkości nadświetlnej. Jednak w rzeczywistości promień światła, zaobserwowany w chwili A, miał do przebycia znacznie dłuższą drogę niż promień obserwowany w chwili B. W konsekwencji obiekt emitujący światło przebył daną odległość kątową w czasie dłuższym niż czas pomiędzy chwilami A i B, przyjęty przez obserwatora do obliczeń. Im mniejszy jest kąt względem obserwatora, pod którym następuje ruch obiektu, tym większa może być nadświetlna prędkość pozorna.

Galaktyka M82 widziana przez Teleskop Spitzera. Eksplozje supernowych w jej jądrze produkują gorący wiatr, uciekający z centrum, który może być zaobserwowany w podczerwieni. Pył został oznaczony kolorem czerwonym.

Czym jest nowy obiekt? Leży zbyt daleko, żeby mógł być związany z supermasywną czarną dziurą w jądrze galaktyki. Prawdopodobną hipotezą jest, że nowy obiekt to mikrokwazar. W obrębie Drogi Mlecznej obserwujemy bowiem układy, zachowujące się podobnie – zwykle są to gwiazdy podwójne, w których wokół gwiazdy zwartej (czarnej dziury lub gwiazdy neutronowej) tworzy się dysk akrecyjny z materii drugiej gwiazdy, promieniujący w zakresie rentgenowskim; występuje w nich również relatywistyczny dżet dający sygnał w zakresie radiowym. W mikrokwazarach gwiazda zwarta ma masę zaledwie kilku mas Słońca.

Obiekt w M82 różni się jednak od dotychczas obserwowanych mikrokwazarów dużo większą jasnością oraz tym, że świecił o wiele miesięcy dłużej. W dodatku znajduje się w obszarze galaktyki, w którym nie zaobserwowano żadnego zmiennego źródła promieni rentgenowskich.

Jeśli hipoteza ta zostanie potwierdzona, będzie to pierwszy pozagalaktyczny mikrokwazar, odkryty w częstotliwościach radiowych. Duża jasność sugeruje, że prawdopodobnie w jego skład wchodzi masywna czarna dziura, a obiekt należy do niezaobserwowanego dotąd typu mikrokwazarów. Dokładniejszych informacji dostarczą obserwacje jądra galaktyki przy pomocy 20 radioteleskopów na całej Ziemi, które pozwolą określić strukturę nowego obiektu, jednak opracowanie zebranych danych jest skomplikowane i będzie wymagało dużo czasu.

Autor

Teresa Kubacka