Η ηχώ της πολωμένης ακτινοβολίας από τον γαλαξία GSN069 αποκαλύπτει το ενεργό παρελθόν του

Ο γαλαξίας GSN 069, που βρίσκεται περίπου 250 εκατομμύρια έτη φωτός από τη Γη, είναι γνωστός στην αστρονομική κοινότητα επειδή ήταν η πρώτη πηγή στην οποία ανακαλύφθηκαν  ημι-περιοδικές εκρήξεις ακτίνων-Χ (Quasi-Periodic Eruptions: QPE) το 2019. Αυτό το ακραίο φαινόμενο, το οποίο δεν έχει ακόμη κατανοηθεί πλήρως, αποδίδεται στην ύπαρξη μιας κεντρικής υπερμεγέθου μαύρης τρύπας και χαρακτηρίζεται από επαναλαμβανόμενες εκρήξεις ακτίνων-Χ υψηλής έντασης καθώς και μεταβλητής διάρκειας και περιόδου, ανάλογα με την πηγή εκπομπής.

Πρόσφατα, μια νέα μελέτη στην οποία συμμετείχαν οι ερευνητές Beatriz Agís-González και Ιωάννης Λιοδάκης του Ινστιτούτου Αστροφυσικής του ΙΤΕ (ΙΑ-ΙΤΕ), η οποία δημοσιεύτηκε στο επιστημονικό περιοδικό Astronomy & Astrophysics Letters, κατάφερε να μας προσφέρει μια εικόνα από το παρελθόν αυτού του γαλαξία και να ανακατασκευάσει τη δραστηριότητα του πυρήνα του πριν από χιλιάδες χρόνια χρησιμοποιώντας μια νέα προσέγγιση. «Αυτή είναι η πρώτη φορά που η οπτική πόλωση έχει χρησιμοποιηθεί για την ανίχνευση της παρελθούσας δραστηριότητας του πυρήνα ενός γαλαξία που εμφανίζει σχεδόν περιοδικές εκρήξεις ακτίνων Χ», εξηγεί η Beatriz Agís-González, μεταδιδακτορική ερευνήτρια στο ΙΑ-ΙΤΕ. «Μέχρι τώρα, δεν ήταν δυνατό να ανιχνευθεί αύξηση στην ποσότητα του πολωμένου φωτός καθώς απομακρυνόμαστε από το κέντρο οποιουδήποτε γαλαξία και να αποδοθεί αυτή η αύξηση στη δράση της κεντρικής υπερμεγέθους μαύρης τρύπας».

Ηχώ φωτός από το παρελθόν

Η μελέτη δείχνει ότι ο GSN 069 δεν ήταν πάντα τόσο ήρεμος όσο φαίνεται σήμερα στην ακτινοβολία που εκπέμπει σε οπτικά μήκη κύματος. Αναλύοντας το πολωμένο φως, η ομάδα ανίχνευσε αυτό που μπορεί να θεωρηθεί «ηχώ φωτός» της παρελθούσας δραστηριότητάς του. Αυτή η ακτινοβολία, που εκπέμφθηκε από τον πυρήνα του γαλαξία στο παρελθόν, διασκορπίστηκε από το περιβάλλον υλικό και χρειάστηκε περισσότερο χρόνο για να φτάσει σε εμάς από το φως που φθάνει απευθείας από τον πυρήνα του. Χάρη σε αυτήν την καθυστέρηση, οι ερευνητές μπόρεσαν να παρατηρήσουν σημάδια ενός προηγούμενου επεισοδίου στην ιστορία του γαλαξία, όταν η κεντρική μαύρη τρύπα του ήταν αρκετά πιο δραστήρια.

Τα αποτελέσματα αυτά παρέχουν νέα στοιχεία για ένα από τις σημαντικά ερωτήματα σχετικά με τον γαλαξία GSN 069. Μέχρι τώρα, δεν ήταν σαφές εάν η ενέργεια που απελευθερώθηκε στο παρελθόν προερχόταν από έναν τυπικό ενεργό γαλαξιακό πυρήνα (AGN) ή από μια σειρά έντονων γεγονότων στα οποία διάφορα αστέρια καταστράφηκαν επειδή πλησίασαν πολύ κοντά στη μαύρη τρύπα. Αυτή η μελέτη υποδεικνύει ότι ο GSN 069 είχε έναν «τυπικό» ενεργό γαλαξιακό πυρήνα στο παρελθόν, κάτι που βοηθά στην καλύτερη κατανόηση του περιβάλλοντος στο οποίο συμβαίνουν οι αινιγματικές αυτές ημι-περιοδικές εκρήξεις.

Μια πλήρης ανάλυση του πολωμένου φωτός

Για να καταλήξει σε αυτά τα αποτελέσματα, η ομάδα χρησιμοποίησε τον φασματογράφο FORS2, εγκατεστημένο σε ένα από τα 4 τηλεσκόπια του "Πολύ Μεγάλου Τηλεσκοπίου" (VLT) του Ευρωπαϊκού Νότιου Αστεροσκοπείου (ESO), συνδυάζοντας δύο συμπληρωματικές τεχνικές. Αφενός, η πολωσιμετρία απεικόνισης κατέστησε δυνατό τον εντοπισμό του σημείου συγκέντρωσης του πολωμένου φωτός στην εικόνα του γαλαξία. «Στον GSN 069, παρατηρήσαμε ότι το κέντρο, όπου βρίσκεται η μαύρη τρύπα, δεν παρουσιάζει πόλωση, ενώ αυτή αυξάνεται προοδευτικά προς πιο εξωτερικές περιοχές, ένα χαρακτηριστικό σημάδι διάχυτου φωτός», εξηγεί η Δρ. Beatriz Agís-González, κύριος συγγραφέας της μελέτης.
 

Παράλληλα, η ανάλυση του φάσματος του πολωμένου φωτός,  επέτρεψε μια λεπτομερή μελέτη αναλύοντας τον τρόπο οργάνωσης αυτού του πολωμένου φωτός. Αν και δεν βρέθηκαν σημαντικές αλλαγές μεταξύ των διαφορετικών χρωμάτων του φωτός, αυτή η ανάλυση επιβεβαίωσε ότι το σήμα προέρχεται από τον πυρήνα του γαλαξία και είναι διάσπαρτο σε περιοχές αερίου με ακανόνιστη δομή.

«Αυτή η εργασία ανοίγει έναν νέο δρόμο για τη μελέτη της ιστορίας των γαλαξιών με υπερμεγέθεις μαύρες τρύπες και υποδηλώνει ότι το πολωμένο φως μπορεί να γίνει ένα βασικό εργαλείο για την ανακατασκευή επεισοδίων δραστηριότητας που διαφορετικά θα παρέμεναν κρυμμένα», καταλήγει η Beatriz Agís-González. Ένα δελτίου τύπου στα ισπανικά από το CSIC/IAA είναι διαθέσιμο εδώ.

Άρθρο: Agís-González et al. "Polarization echoes from past nuclear activity in the quasi-periodic eruption source GSN 069", A&A, 705, L13 (2026)