Blazar OP 313 bije rekord odległości. Sygnał leciał 8 mld lat

Fotony wyemitowane w pobliżu supermasywnej czarnej dziury OP 313 docierają na Ziemię dopiero teraz, po trwającej około osiem miliardów lat "podróży". To oznacza, że obserwacje pokazują obiekt w stanie sprzed mniej więcej 5 mld lat po Wielkim Wybuchu – w epoce, gdy galaktyki przechodziły istotne przemiany, a tempo narodzin gwiazd było wysokie.

Blazary to szczególny typ aktywnych jąder galaktyk. W takich układach supermasywna czarna dziura zasysa z otoczenia gaz i pył, a część materii wyrzuca wzdłuż osi obrotu w dwóch przeciwległych strumieniach plazmy. Jeżeli jeden z tych dżetów jest ustawiony niemal dokładnie w kierunku Ziemi, obiekt klasyfikuje się jako blazar.

Pierwsze sygnały bardzo wysokoenergetycznego promieniowania z OP 313 odnotowano w grudniu 2023 r. W kolejnych etapach badań naukowcy sięgnęli po prototyp teleskopu Large-Sized Telescope LST-1 oraz teleskop MAGIC – oba pracujące w obserwatorium Roque de los Muchachos na La Palmie w Hiszpanii.

Z analizy wynika, że zarejestrowane promieniowanie gamma pochodzi z odległości 8 mld lat świetlnych. Badacze wskazali też, że w tym przypadku czarna dziura funkcjonuje jak kosmiczny akcelerator: przyspiesza elektrony do prędkości bliskich prędkości światła.

W drodze do obserwatorów część promieni gamma była osłabiana, ponieważ oddziaływała z promieniowaniem wytwarzanym przez gwiazdy, galaktyki i inne aktywne jądra galaktyk. W efekcie dochodziło do powstawania par elektron–pozyton, co stopniowo zmniejszało liczbę fotonów docierających do Ziemi. Skala tego tłumienia pomogła lepiej scharakteryzować samo źródło emisji.

Jak wyjaśnił Axel Arbet-Engels, OP 313 miał wysłać silny rozbłysk w okresie nazywanym kosmicznym południem. "Gdy faza intensywnej aktywności spowolniła, a galaktyki zaczęły ewoluować i dojrzewać, Wszechświat wszedł w spokojniejszy etap, który trwa do dziś" – podkreślił członek zespołu. Wyniki badań opublikowano 6 października w czasopiśmie "Astronomy & Astrophysics".