Astronomowie wykorzystali niezwykłe możliwości Kosmicznego Teleskopu Hubble'a (HST), aby zajrzeć bliżej niż kiedykolwiek do "gardła" potężnej czarnej dziury zasilającej kwazara. Kwazar, będący jasnym centrum galaktycznym, świeci intensywnie, gdy czarna dziura pochłania materię z otoczenia.

Nowe zdjęcia HST ukazują wiele "dziwnych rzeczy" w środowisku wokół kwazara. Zespół badawczy, kierowany przez Bina Rena z Obserwatorium Côted'Azur i Uniwersytetu Côted'Azur w Nicei we Francji, zauważył liczne plamy o różnych rozmiarach oraz tajemnicze struktury nitkowate przypominające literę L. Wszystkie te zjawiska znajdują się w odległości 16 000 lat świetlnych od czarnej dziury.

Część z obserwowanych obiektów może być małymi galaktykami satelitarnymi, które wpadają do czarnej dziury, dostarczając materiału do akrecji. Jak zauważył Ren, dzięki obserwacjom Hubble'a otwieramy nową furtkę do zrozumienia kwazarów, a zespół jest podekscytowany, ponieważ nigdy wcześniej nie widzieli tylu szczegółów.

Kwazary, które z daleka wyglądają jak gwiazdy, są w rzeczywistości niezwykle potężnymi źródłami energii. Obiekt 3C 273, który był przedmiotem badań, został zidentyfikowany w 1963 roku jako pierwszy kwazar, a jego energia jest ponad dziesięć razy wyższa niż ta emitowana przez najjaśniejsze galaktyki eliptyczne.

Zrozumienie tego, co napędza tak ogromną produkcję energii w kwazarach, stanowi jedno z największych wyzwań współczesnej kosmologii. Możliwym wyjaśnieniem jest materiał akreujący na czarną dziurę. W 1994 roku Hubble ujawnił, że środowisko otaczające kwazary jest bardziej złożone, niż wcześniej sądzono. Obserwacje sugerują zjawiska galaktycznych zderzeń i fuzji, co prowadzi do intensyfikacji aktywności supermasywnych czarnych dziur.

Patrzenie na kwazara 3C 273 za pomocą HST przypomina spojrzenie prosto w reflektor samochodu i próba dostrzegania mrówki pełzającej po krawędzi. Kwazar emituje energię tysięcy razy większą niż wszystkie gwiazdy w galaktyce. Fascynujące jest to, że 3C 273 znajduje się w odległości 2,5 miliarda lat świetlnych od Ziemi – gdyby był blisko, wyglądałby jak słońce!

Hubble wykorzystał spektrograf obrazowy (STIS) jako koronograf, aby zablokować światło z centralnych źródeł, co umożliwiło badanie pyłowych dysków wokół gwiazd, a teraz pozwala na lepsze zrozumienie galaktyk macierzystych kwazarów. Koronograf HST umożliwił astronomom spojrzenie osiem razy bliżej czarnej dziury niż kiedykolwiek wcześniej.

Badacze uzyskali też rzadki wgląd w strumień materii kwazara o długości 300 000 lat świetlnych, poruszający się blisko prędkości światła. Porównując nowe dane z archiwalnymi, zespół odkrył, że strumień porusza się szybciej, gdy jest dalej od czarnej dziury.

Całe badanie potwierdza, że Hubble wypełnił lukę między małoskalowymi obserwacjami radiowymi a wielkoskalowymi z obrazowaniem optycznym, co pozwala na głębsze zrozumienie morfologii gospodarza kwazara. W przyszłości dalsze badania 3C 273 w świetle podczerwonym przy użyciu Kosmicznego Teleskopu Jamesa Webba mogą dostarczyć jeszcze więcej informacji.

Obecnie szacuje się, że w całym wszechświecie rozproszonych jest co najmniej milion kwazarów, które pełnią rolę "reflektorów" dla różnych obserwacji astronomicznych. Kwazary były najliczniejsze około 3 miliardów lat po Wielkim Wybuchu, kiedy to zderzenia galaktyk były znacznie powszechniejsze. Ujawniają one nie tylko tajemnice naszego wszechświata, ale także mogą zmienić naszą perspektywę na jego historię oraz ewolucję galaktyk. Warto zatem śledzić dalsze badania i odkrycia w tej fascynującej dziedzinie astrofizyki.