Свемир који се може посматрати је изузетно велико место, мерено пречника око 91 милијарду светлосних година. Као резултат тога, астрономи су приморани да се ослањају на моћне инструменте да би видели далеке предмете. Али чак су и они понекад ограничени и морају бити упарени са техником познатом као гравитационо сочивање. То укључује ослањање на велику дистрибуцију материје (галаксије или звезде) како би се повећала светлост која долази са удаљеног објекта.
Користећи ову технику, међународни тим на челу са истраживачима из калифорнијског Техничког института за технологију (Цалтецх) Овенс Валлеи Радио опсерваторија (ОВРО) успео је да посматра млазове врућег гаса који извире из супермасивне црне рупе у далекој галаксији (познатој као ПКС 1413 + 135). Откриће је пружило најбољи поглед до данас на врсте врућег гаса који се често откривају из средишта супермасивне црне рупе (СМБХ).
Налази истраживања описани су у две студије које су објављене у 15. августу Тхе Астропхисицал Јоурнал. Обоје је водио Харисх Ведантхам, постдокторски стипендиста Цалтецх Милликан, и били су део међународног пројекта који је водио Антхони Реадхеад - Робинсон професор астрономије, емеритус и директор ОВРО.
Овај ОВРО пројекат је активан од 2008. године, два пута недељно врши проматрање око 1800 активних СМБХ и њихових галаксија користећи свој 40-метарски телескоп. Ова запажања су извршена у прилог НАСА-иног свемирског телескопа Ферми гама који је у истом периоду проводио слична истраживања ових галаксија и њихових СМБХ.
Као што је тим показао у своје две студије, ова запажања су пружила нови увид у гроздове материје који се периодично избацују из супермасивних црних рупа, као и отварање нових могућности за истраживање гравитационих сочива. Као што је др Ведантхам указао у недавној изјави за штампу у Цалтецху:
„Знали смо за постојање ових накупина материјала који струју дуж млазница црне рупе и да се они крећу у близини светлосне брзине, али није много познато о њиховој унутрашњој структури или о томе како се лансирају. Са системима сочива попут овог, можемо видети грудве ближе централном мотору црне рупе и много детаљније него раније. "
Иако се верује да све велике галаксије имају СМБХ у средишту своје галаксије, не прате их сви млазови врућег гаса. Присуство таквих млазева повезано је са оним што је познато као активни галактички нуклеус (АГН), компактно подручје у центру галаксије које је посебно светло у многим таласним дужинама - укључујући радио, микроталасну, инфрацрвену, оптичку, ултра виолетну, Рендгенско и гама зрачење.
Ови млазови резултат су материјала који се повлачи према СМБХ, од којих се неки избацују у облику врућег плина. Материјал из ових потока путује брзином светлости, а потоци су активни током периода од 1 до 10 милиона година. Док су већином времена млазови релативно доследни, сваких неколико година испљувају додатне грознице вруће материје.
Још у 2010. години, истраживачи ОВРО-а приметили су да су радио емисије ПКС 1413 + 135 увећале, избледеле и поново се разјасниле током године. У 2015. години приметили су исто понашање и извршили детаљну анализу. Након што су одбацили друга могућа објашњења, закључили су да је потпуно ублажавање вероватно узроковано избацивањем два велика брза материјала из црне рупе.
Те су грудице путовале дуж млаза и повећавале се када су пролазиле иза гравитационог сочива које су користиле за своја опажања. Ово откриће је било прилично случајно и резултат је дугогодишњег астрономског проучавања. Како је објаснио Тимотхи Пеарсон, старији научник на Цалтецх-у и коаутор овог рада,
„Потребно је посматрање огромног броја галаксија да би се пронашао тај један објект са симетричним намоцима у осветљености који указују на присуство гравитационог сочива. Сада тешко гледамо све остале податке да бисмо покушали да нађемо сличне објекте који могу да увећају приказ галактичких језгара. "
Оно што је такође било узбудљиво код запажања међународног тима била је природа „сочива“ које користе. У прошлости су се научници ослањали на масивна сочива (тј. Целе галаксије) или микро сочива која су се састојала од појединих звезда. Међутим, тим на челу са др Ведантхамом и др. Реадхеадом ослањао се на оно што они описују као "миљечиће" од око 10.000 соларних маса.
Ово би могла бити прва студија у историји која се ослањала на сочиво средње величине, за које верују да је највероватније звездасти скуп. Једна од предности сочива величине мили је то што није довољно велик да блокира читав извор светлости, олакшавајући уочавање мањих предмета. С овим новим системом гравитационог сочива, процењује се да ће астрономи моћи да посматрају грудице на скали која је око 100 пута мања него раније. Као што је Реадхеад објаснио:
"Кврге које виђамо су врло близу средишње црне рупе и малене су - само неколико светлосних дана. Мислимо да се ове ситне компоненте које се крећу брзином светлости повећавају гравитационим сочивима у спиралној галаксији предњег плана. Ово омогућава изузетну резолуцију милионте секунде лука, што је еквивалентно гледању зрна соли на месецу са Земље. "
Штавише, истраживачи указују да је само сочиво од научног интереса, из простог разлога што се о објектима из овог масовног опсега не зна много. Овај потенцијални звјездани кластер могао би, према томе, дјеловати као врста лабораторија, пружајући истраживачима прилику да проуче гравитацијско миљиво сочиво, истовремено пружајући јасан приказ нуклеарних млазница које теку из активних галактичких језгара.
Гледајући унапред, тим се нада да ће потврдити резултате својих студија користећи другу технику познату као Веома дугачка базна интерферометрија (ВЛБИ). У то ће бити укључени и радио-телескопи из целог света који ће направити детаљне слике ПКС 1413 + 135 и СМБХ у његовом центру. С обзиром на оно што су примијетили до сада, вјероватно је да ће овај СМБХ испасти још једну груду материје за неколико година (до 2020. године).
Ведантхам, Реадхеад и њихове колеге планирају да буду спремни за овај догађај. Примећивање следећег групица не само да би потврдило њихове недавне студије, већ би потврдило и технику мили-сочива коју су користили у вршењу својих опажања. Као што је Реадхеад указао, „не бисмо могли радити овакве студије без универзитетске опсерваторије попут Радио-опсерваторија Овенс Валлеи, где имамо времена да посветимо велики телескоп искључиво једном програму.“
Студије су постале могуће захваљујући финансирању које су обезбедили НАСА, Национална научна фондација (НСФ), Смитхсониан Институтион, Ацадемиа Синица, Академија Финске и чилеански Центро де Екцеленциа ен Астрофисица и Тецнологиас Афинес (ЦАТА).
