U udaljenom kvazaru WISSH13 astronomi su otkrili iznimno snažan vjetar plina koji izbija iz područja oko supermasivne crne rupe. Brži dio tog vjetra juri oko 90.000 kilometara u sekundi, gotovo trećinom brzine svjetlosti, a cijeli sustav svake godine izbacuje količinu plina usporedivu s desecima Sunčevih masa.
Crna rupa iz vremena kada su galaksije najbrže rasle
Kvazar WISSH13 pripada ranom svemiru. Njegovu svjetlost vidimo iz vremena kada je svemir bio star oko dvije milijarde godina, u razdoblju u kojem su galaksije i njihove središnje crne rupe prolazile kroz najbrži rast.
U središtu tog kvazara nalazi se supermasivna crna rupa mase oko dvije milijarde Sunčevih masa. Ona privlači materiju iznimno velikom brzinom i sjaji nekoliko puta jače nego što bi se očekivalo za crnu rupu te mase.
Takvi objekti nisu mirna središta galaksija. Plin koji pada prema crnoj rupi skuplja se u akrecijskom disku, zagrijava se do ekstremnih temperatura i oslobađa goleme količine energije. Dio materije nastavlja put prema crnoj rupi, ali dio biva izbačen natrag u prostor kao silovit vjetar.
Astronomi takve pojave opisuju kao ultrabrze vjetrove crnih rupa. U engleskim radovima za njih se koristi kratica UFO, od ultra-fast outflow, što lako može zavesti čitatelja. Ovdje nije riječ o NLO-ima, nego o izbačenom plinu koji iz područja oko aktivne crne rupe juri brzinama većim od deset posto brzine svjetlosti.
Rendgenski tragovi željeza otkrili su dva toka plina
Tim koji vodi Giorgio Lanzuisi iz Talijanskog nacionalnog instituta za astrofiziku u Bologni proučavao je WISSH13 u sklopu programa WISSHFUL. Program je namijenjen opservacijama izrazito sjajnih kvazara iz razdoblja najvećeg rasta crnih rupa i galaksija.
Za novo istraživanje spojene su opservacije teleskopa XMM-Newton i NuSTAR iz listopada 2024. s arhivskim podacima XMM-Newtona iz 2017. godine. Tako je dobiven rendgenski spektar dovoljno čist da se u njemu izdvoje tragovi plina koji velikom brzinom napušta područje oko crne rupe.
Taj vjetar ne vidi se kao izravna slika. Njegova prisutnost očituje se u spektru, kroz padove u rendgenskom zračenju. Vrlo ionizirano željezo u izbačenom plinu upija dio rendgenske svjetlosti koja putuje prema nama.
Budući da se plin kreće iznimno velikom brzinom, ti se tragovi pojavljuju pomaknuti prema višim energijama. Taj pomak istraživačima otkriva koliko se brzo plin kreće.
U podacima za WISSH13 pojavila su se dva jasna apsorpcijska traga. Modeli pokazuju da pripadaju dvama tokovima istog vjetra. Sporiji tok kreće se oko 30.000 kilometara u sekundi, dok brži doseže oko 90.000 kilometara u sekundi.
Brži vjetar pojavio se tek u novim opservacijama
Dva toka plina ne ponašaju se jednako. Sporiji se vidi i u podacima iz 2017. i u opservacijama iz 2024. godine. To upućuje na stabilniji, dugotrajniji vjetar koji već godinama izlazi iz područja oko crne rupe.
Brži tok pojavljuje se samo u novijim podacima. Istraživači zato smatraju da bi mogao nastajati u kraćim, snažnijim epizodama, vjerojatno bliže unutarnjim dijelovima akrecijskog diska.
Takva struktura dobro odgovara modelima prema kojima vjetrovi aktivnih crnih rupa nisu jednostavni i jednoliki. Najbrži plin mogao bi biti izbačen iz najdubljeg dijela diska, dok sporiji sloj nastaje nešto dalje od crne rupe i okružuje unutarnji tok.
Zbog toga je WISSH13 posebno zanimljiv. U jednom sustavu astronomi vide trajniji vjetar i bržu promjenjivu komponentu, što pruža rijedak uvid u način na koji supermasivne crne rupe izbacuju materiju u ranom svemiru.
Više od 40 Sunčevih masa plina svake godine
Prema procjenama istraživača, dva toka plina odnose oko 21 i 24 Sunčeve mase materije godišnje. Ukupno, sustav svake godine izbacuje više od 40 Sunčevih masa plina.
Takvi vjetrovi mogu utjecati na cijelu galaksiju. Kada crna rupa izbacuje toliko energije i materije u okolni prostor, može zagrijati plin iz kojeg bi se inače stvarale nove zvijezde. Ako proces traje dovoljno dugo, stvaranje zvijezda u galaksiji može se usporiti.
WISSH13 je važan i zato što njegova svjetlost nije pojačana gravitacijskom lećom. Kod mnogih vrlo udaljenih kvazara astronomima pomaže masivna galaksija u prvom planu, koja zakrivljuje i pojačava svjetlost udaljenog objekta. To pojačanje može biti korisno, ali unosi dodatne nesigurnosti u mjerenja. U ovom slučaju istraživači promatraju iznimno udaljen i sjajan kvazar bez takvog prirodnog povećala.
Autori navode da je riječ o najudaljenijem ultrabrzom vjetru dosad otkrivenom u kvazaru čija svjetlost nije pojačana gravitacijskom lećom.
Unatoč velikoj udaljenosti i ekstremnoj snazi, WISSH13 se uklapa u odnose koji su već opaženi kod bližih aktivnih galaksija. To upućuje na to da su crne rupe i u mladom svemiru mogle utjecati na svoje galaksije na način koji astronomi danas prepoznaju u mnogo bližim sustavima. Budući rendgenski opservatoriji, među njima planirani NewAthena, trebali bi omogućiti potragu za sličnim vjetrovima u drugim kvazarima iz ranog svemira.
Ivan je novinar i autor koji piše o znanosti, svemiru i povijesti. Gostuje kao stručni sugovornik na Science Discovery i History Channelu te piše za Večernji list. Osnivač je Kozmos.hr, prvog hrvatskog portala posvećenog popularizaciji znanosti.
Izvori i publikacija
G. Lanzuisi et al, The WISSHFUL program: the highest redshift UFO discovered in a non-lensed QSO, arXiv (2026). DOI: 10.48550/arxiv.2606.05312
DOI: 10.48550/arxiv.2606.05312
Časopis / izvor: arXiv
