Kvasarer, der er synlige ved gammastråle-energier, kaldes "blazars." Blazars er blandt de mest energiske objekter i universet og er drevet af supermassive sorte huller i kernen af visse gigantiske elliptiske galakser. Et internationalt team af astrofysikere, der bruger en kombination af jord- og rumbaserede teleskoper, har afsløret overraskende ændringer i stråling udsendt af en aktiv galakse. Billedet, der kommer frem fra disse først og fremmest samtidige observationer med optiske, røntgenstråler og ny generation af gammastråleteleskoper, er meget mere kompliceret end forskerne forventede og udfordrer aktuelle teorier om, hvordan blazars genererer den stråling, de udsender.
Galaksen, kaldet PKS 2155-304, udsender modsat rettede stråler af partikler, der bevæger sig nær lysets hastighed, når materien falder ned i et centralt supermassivt sort hul; denne proces er ikke godt forstået. Når det gælder blazars, er galaksen orienteret sådan, at vi kigger lige ned ad jetflyet.
PKS 2155-304 ligger 1,5 milliarder lysår væk i den sydlige konstellation af Piscis Austrinus og er normalt en påviselig, men svag gammastrålekilde. Men når dens jet gennemgår et stort udbrud, som det gjorde i 2006, kan galaksen blive den lyseste kilde på himlen ved de højeste gammastråle-energier, som forskere kan opdage - op til 50 billioner gange energien fra synligt lys. Selv fra stærke kilder er det kun omkring en gammastråle, der rammer denne energiske en firkantet gård øverst i Jordens atmosfære hver måned.
Atmosfærisk absorption af en af disse gammastråler skaber et kortvarigt brusebad af subatomære partikler. Når disse hurtigt bevægende partikler haster gennem atmosfæren, producerer de en svag blitz af blåt lys. Det høje energi-stereoskopiske system (H.E.S.S), en række teleskoper placeret i Namibia, fangede disse blink fra PKS 2155-304.
Gamma-stråler ved lavere energier blev detekteret direkte af Large Area Telescope (LAT) ombord på NASAs kredsende Fermi Gamma-ray Space Telescope. ”Lanceringen af Fermi giver os muligheden for at måle denne magtfulde galakse over så mange bølgelængder som muligt for første gang,” siger Werner Hofmann, talsmand for H.E.S.S. hold ved Max-Planck Institute for Nuclear Physics i Heidelberg, Tyskland.
Da gamma-ray-regimet var helt dækket, vendte teamet sig mod NASAs Swift- og Rossi-røntgen-timing Explorer (RXTE) -satellitter for at give data om galakasens røntgenemission. H.E.S.S. afrundet bølgelængdedækningen Automatisk teleskop til optisk overvågning, der registrerede galakens aktivitet i synligt lys.
Mellem 25. august og 6. september 2008 overvågede teleskopene PKS 2155-304 i sin stille, ikke-fakkelende tilstand. Resultaterne af den 12-dages kampagne er overraskende. Under flaring-episoder af denne og andre blazars stiger røntgen- og gammastråleemissionen og falder sammen. Men det sker ikke på denne måde, når PKS 2155-304 er i sin stille tilstand - og ingen ved hvorfor.
Hvad der er endnu fremmed er, at galakseens synlige lys stiger og falder med dens gammastråleemission. ”Det er som at se en blæser, hvor de højeste temperaturer og de laveste temperaturer ændrer sig i trin, men midtemperaturerne gør det ikke,” siger Berrie Giebels, en astrofysiker ved Frankrigs École Polytechnique, der arbejder med både H.E.S.S. og Fermi LAT-hold.
”Astronomer lærer, at de forskellige bestanddele af jetflyene i blazars interagerer på temmelig komplicerede måder for at producere den stråling, som vi observerer,” siger Fermi-teammedlem Jim Chiang ved Stanford University, Calif. ”Disse observationer kan indeholde de første ledetråde til at hjælpe os løsriv, hvad der virkelig foregår dybt i hjertet af en blazar. ”
Kilde: NASA
