Kvasarer som er synlige ved gammastråle-energier kalles "blazars." Blazars er blant de mest energiske objektene i universet og er drevet av supermassive sorte hull i kjernen av visse gigantiske elliptiske galakser. Et internasjonalt team av astrofysikere som bruker en kombinasjon av bakke- og rombaserte teleskoper, har avdekket overraskende endringer i stråling fra en aktiv galakse. Bildet som kommer frem fra disse først og fremst samtidige observasjonene med optiske, røntgenstråler og ny generasjon gammastråleteleskoper er mye mer komplisert enn forskerne forventet og utfordrer nåværende teorier om hvordan blazars genererer strålingen de avgir.
Galaksen, kalt PKS 2155-304, avgir motsatt rettede stråler av partikler som ferdes nær lysets hastighet når materien faller ned i et sentralt supermassivt svart hull; denne prosessen er ikke godt forstått. Når det gjelder blazars, er galaksen orientert slik at vi ser rett ned på jetflyet.
PKS 2155-304 ligger 1,5 milliarder lysår unna i den sørlige stjernebildet Piscis Austrinus og er vanligvis en påvisbar, men svak gammastrålekilde. Men når dens jet gjennomgår et stort utbrudd, som det gjorde i 2006, kan galaksen bli den lyseste kilden på himmelen ved de høyeste gammastråle-energiene forskere kan oppdage - opptil 50 billioner ganger energien fra synlig lys. Selv fra sterke kilder, er det bare en gammastråle som denne energien slår mot en firkantet hage på toppen av jordas atmosfære hver måned.
Atmosfærisk absorpsjon av en av disse gammastrålene skaper en kortvarig dusj av subatomære partikler. Når disse raskt bevegelige partiklene suser gjennom atmosfæren, produserer de en svak blitz av blått lys. High Energy Stereoscopic System (H.E.S.S), en rekke teleskoper lokalisert i Namibia, fanget disse blinkene fra PKS 2155-304.
Gamma-stråler med lavere energier ble oppdaget direkte av Large Area Telescope (LAT) ombord NASAs kretsløpende Fermi Gamma-ray Space Telescope. "Lanseringen av Fermi gir oss muligheten til å måle denne kraftige galaksen over så mange bølgelengder som mulig for første gang," sier Werner Hofmann, talsperson for H.E.S.S. team ved Max-Planck Institute for Nuclear Physics i Heidelberg, Tyskland.
Med gamma-ray-regimet fullstendig dekket, vendte teamet seg til NASAs Swift og Rossi X-ray Timing Explorer (RXTE) satellitter for å gi data om galakas røntgenutslipp. Avrundingen av bølgelengdekningen var H.E.S.S. Automatisk teleskop for optisk overvåking, som registrerte galaksens aktivitet i synlig lys.
Mellom 25. august og 6. september 2008 overvåket teleskopene PKS 2155-304 i sin stille, ikke-faklingstilstand. Resultatene fra den 12-dagers kampanjen er overraskende. Under blussende episoder av denne og andre blazars, øker røntgen- og gammastråleutslippet og faller sammen. Men det skjer ikke på denne måten når PKS 2155-304 er i sin stille tilstand - og ingen vet hvorfor.
Det som er enda fremmed er at galaksens synlige lys stiger og faller med sin gammastråleutslipp. "Det er som å se på en blåsing der de høyeste temperaturene og de laveste temperaturene endres i trinn, men mellomtemperaturene gjør det ikke," sier Berrie Giebels, en astrofysiker ved Frankrikes École Polytechnique som jobber med både H.E.S.S. og Fermi LAT-lag.
"Astronomer lærer at de forskjellige bestanddelene av jetflyene i blazars samvirker på ganske kompliserte måter for å produsere strålingen som vi observerer," sier Fermi-teammedlem Jim Chiang ved Stanford University, Calif. "Disse observasjonene kan inneholde de første ledetrådene som hjelper oss løsrive hva som virkelig foregår dypt i hjertet av en blazar. ”
Kilde: NASA
