Pomiary wykonane za pomocą różnych instrumentów obserwacyjnych wykazały, że dżet, którego źródłem jest odległy kwazar, rozciąga się na zdumiewające 200 000 lat świetlnych. Dla porównania nasza cała galaktyka Drogi Mlecznej zawierająca oszałamiające nawet 400 miliardów gwiazd i zapewne bilion planet ma średnicę zaledwie 100 000 lat świetlnych. Omawiany tutaj dżet jest dwa razy dłuższy, a tym samym może nam wiele powiedzieć na temat powstawania i ewolucji galaktyk w początkach istnienia wszechświata.
Astronomowie od dawna wiedzą, że w większości galaktyk istnieją supermasywne czarne dziury. Gdy gaz i pył są przez nie wciągane za horyzont zdarzeń, tarcie generuje ogromną energię, dając początek jasnym galaktycznym jądrom znanym jako kwazary. Owe kwazary często wyrzucają potężne dżety energetycznej materii, które nawet z ogromnych odległości można wykrywać za pomocą radioteleskopów. Podczas gdy dżety radiowe są powszechnym zjawiskiem w pobliskim wszechświecie, ich wykrycie w odległym, wczesnym wszechświecie jak dotąd było niezwykle trudne.
Czytaj także: Z centrum galaktyki M87 wystrzelił długi dżet materii. Wzdłuż niego eksplodują gwiazdy
Naukowcom udało się tego dokonać za pomocą radioteleskopu LOFAR. Dodatkowe informacje o odkrytym dżecie następnie uzyskano za pomocą spektrografu GNIRS oraz teleskopu Hobby Eberly. To właśnie te obserwacje pozwoliły na uzyskanie pełnego obrazu zarówno kwazara, jak i emitowanego przez niego dżetu.
Głównym celem zespołu badawczego była identyfikacja kwazarów emitujących silne dżety radiowe we wczesnym wszechświecie. Naukowcy chcieli bowiem dowiedzieć się, jakie mechanizmy i kiedy doprowadziły do powstania pierwszych dżetów i jak wpłynęły one na ewolucję galaktyk.
Kluczowym aspektem tych badań było określenie właściwości kwazara, w tym jego masy i szybkości, z jaką akreuje materię. Zrozumienie tych parametrów jest wszak kluczowe dla rekonstrukcji historii powstawania kwazara.
Kwazar oznaczony jako J1601+3102, powstał, gdy wszechświat miał zaledwie 1,2 miliarda lat, co stanowi zaledwie 9% jego obecnego wieku. Podczas gdy kwazary mogą posiadać masy miliardy razy większe od naszego słońca, w przypadku J1601+3102 mówimy o względnie skromnej masie „zaledwie” 450 milionów mas Słońca.
Czytaj także: Odtworzyli zachowanie aktywnych czarnych dziur w laboratorium. Tak powstają dżety materii
Jednym z najbardziej zaskakujących odkryć jest to, że kwazar zasilający ten ogromny dżet radiowy nie posiada jakiejś wyjątkowo masywnej czarnej dziury, a tym samym dowodzi, że dżety we wczesnym wszechświecie wcale nie wymagały ekstremalnie masywnej czarnej dziury.
Naukowcy podkreślają nieoczekiwany charakter odkrytego przez siebie obiektu. Początkowo przewidywano, że południowy dżet będzie mniejszym i w ogóle niezwiązanym z kwazarem źródłem. Stąd i ogromne zaskoczenie naukowców, gdy LOFAR ukazał wyraźne struktury radiowe łączące obydwa obiekty. Trudność w wykryciu tego odległego źródła na wyższych częstotliwościach radiowych podkreśla wyjątkowe możliwości LOFAR i korzyści płynące z łączenia jego obserwacji z obserwacjami z innych instrumentów.
Nie zmienia to faktu, że naukowcy wciąż mają całą paletę pytań o naturę kwazarów takich jak J1601+3102. Konkretne warunki niezbędne do powstania tak potężnych dżetów radiowych i czas powstania pierwszego dżetu radiowego to kwestie, których rozwiązanie jeszcze przed nami.