Astronomowie odkryli kwazar, który wyrzuca materię z prędkością 0,3c. To jeden z najszybszych znanych wypływów we Wszechświecie.
Co odkryto?
W centrum kwazara SDSS J231854.31+243954.2 wykryto ekstremalnie szybki wiatr. Gaz nie opada na supermasywną czarną dziurę - zostaje wystrzelony w przestrzeń z prędkością od 77 000 do ponad 90 000 km/s. To 30 procent prędkości światła.
Zjawisko nosi nazwę EHVO (extremely high-velocity outflow). J2318 jest dopiero drugim znanym kwazarem, w którym tak szybki wypływ widać w ultrafiolecie. Pierwszym był PDS 456.
W dziale Astronomia warto też zajrzeć do materiału Po 50 latach poszukiwań astronomowie w końcu odnaleźli „wiatr” naszej supermasywnej czarnej dziury Przez ponad pół wieku naukowcy byli przekonani, że supermasywna czarna….
Obiekt przeoczono przez lata. Pierwsze widmo pochodzi z 2015 roku z przeglądu Sloan Digital Sky Survey (SDSS). Automatyczna analiza źle wyznaczyła odległość i sklasyfikowała go jako „słabo-liniowy” – o wyjątkowo słabych liniach emisyjnych. Przełom nastąpił w 2023 roku, gdy w nowych danych z SDSS-V dostrzeżono głębokie doliny absorpcyjne. Pilne obserwacje Teleskopem Gemini North potwierdziły odległość: z = 2.6781, czyli widzimy kwazar sprzed 2,5 miliarda lat.
W wypływającej materii zidentyfikowano dwa pierwiastki: zjonizowany węgiel (C IV) i krzem (Si IV). Pojawiają się przy identycznym przesunięciu dopplerowskim, co dowodzi, że płyną w jednym strumieniu. Krzem zwykle widoczny jest tylko przy wyjątkowo gęstych lub silnie zjonizowanych wypływach – jego obecność świadczy o potędze zjawiska.
Dlaczego to ważne?
J2318 to zaledwie drugi kwazar z tak szybkim wiatrem w ultrafiolecie. Prędkość obu – J2318 i PDS 456 – zbliża się do granicy 0,3c. Astrofizycy podejrzewają, że działa tu mechanizm „line-locking”: fotony wychwytywane przez jony tworzą barierę, która blokuje dalsze przyspieszanie. Jeśli to prawda, istnieje naturalny kosmiczny regulator prędkości dla takich wypływów.
Odkrycie dowodzi też, że w dobrze przebadanych archiwach wciąż kryją się ekstremalne obiekty. Zespół planuje dalsze obserwacje, by śledzić rozwój wypływu i sprawdzić, czy jego siła wzrośnie, ustabilizuje się, czy osłabnie.
Czy wiatr się zmienia?
Tak. Analiza trzech obserwacji z lat 2015, 2020 i 2023 pokazuje, że wypływ nie jest stabilny – z każdą epoką przybiera na sile.
Z tego samego działu (Astronomia) polecamy lekturę Sztuczne zaćmienia Słońca wracają: Proba-3 ponownie w akcji po przełomowej naprawie Po miesiącach niepewności i intensywnej walki o odzyskanie kontroli,….
W 2015 roku linia absorpcyjna C IV była ledwo zauważalna. W 2020 wzmocniła się ponad dwukrotnie. W 2023 była już głęboka i szeroka, a linia Si IV, wcześniej niewidoczna, stała się wyraźna. W ciągu 2,2 roku (czasu lokalnego kwazara) wiatr znacząco się nasilił.
To dowód, że środowisko wokół supermasywnej czarnej dziury jest niezwykle dynamiczne i potrafi zmienić się w zaledwie kilka ziemskich lat.
Co napędza te zmiany?
Naukowcy rozważają dwa scenariusze.
Pierwszy: zmiany w jonizacji gazu. Jeśli promieniowanie centralnej czarnej dziury fluktuuje, wpływa to na liczbę atomów zdolnych do absorpcji światła. Gdy promieniowanie słabnie, powstaje więcej C IV i Si IV, a sygnał absorpcyjny rośnie.
Drugi: geometria układu. Przez naszą linię widzenia może przemieszczać się ogromna chmura gazu. Im większą część tarczy akrecyjnej zasłania, tym głębsze stają się obserwowane doliny. Zespół obliczył, że by wywołać taki efekt w 2,2 roku, chmura musiałaby pędzić poprzecznie z prędkością od kilkuset do nawet 11 000 km/s.
Jeśli ten wątek Cię wciąga, sprawdź też Galaktyka Sombrero pokazana jak nigdy wcześniej. DECam ujawniła pyłowy kapelusz Wszechświata w niezwykłych szczegółach Galaktyka Sombrero należy do najbardziej rozpoznawalnych obiektów….
Wpływ na galaktykę
Supermasywne czarne dziury nie są odizolowane od swoich galaktyk. Procesy w ich sąsiedztwie decydują o losach całych układów gwiezdnych. Symulacje wskazują, że bez potężnych wypływów galaktyki formowałyby znacznie więcej gwiazd. Wiatry z kwazarów działają jak kosmiczny regulator – usuwają gaz potrzebny do tworzenia nowych słońc.
W J2318 centralna czarna dziura ma masę 1,65 miliarda mas Słońca. Nawet przy konserwatywnych założeniach, wiatr unosi co najmniej 0,82 masy Słońca rocznie. Jego energia kinetyczna to minimum 0,75 procent całkowitej energii kwazara.
Próg 0,5 procent uznaje się za granicę, powyżej której wypływ realnie wpływa na galaktykę. J2318 ją przekracza. Obserwujemy proces, który dosłownie zdmuchuje materię z centrum galaktyki i hamuje formowanie się nowych gwiazd.
Źródła:
Lucas M. Seaton, Patrick B. Hall i inni, A New Member of the Fast and Furious Family: A Relativistic and Time-variable UV Outflow in a Luminous Quasar, The Astrophysical Journal, Tom 1004, Numer 1, 2026. DOI: 10.3847/1538-4357/ae5f94. CC BY 4.0.
W archiwum WSS znajdziesz powiązany tekst Astronomowie obserwowali ten sam dysk przez 10 lat. Nowe dowody wskazują na narodziny planety w HD 135344B Przez dziesięć lat astronomowie obserwowali układ HD 135344B za pomocą….
