Ohnuté světlo
Družice pozorovala záření gama zakřivené hmotou blízké galaxie

Gravitační čočka je starý trik. Hmotné objekty ohýbají světelné paprsky podobně jako čočky brýlí nebo dalekohledů. V oblasti viditelného světla je astronomové poprvé pozorovali na konci sedmdesátých let. Teď se jim to povedlo v oblasti záření gama.

Satelit Fermi vynesla na oběžnou dráhu raketa typu Delta II už v roce 2008. Družice slouží jako kosmický teleskop, podobně jako třeba ten Hubbleův. Na rozdíl od něj si ale neprohlíží vesmír v oblasti viditelného světla. Je sestrojená tak, aby registrovala záření gama. Obojí, viditelné světlo i záření gama, je elektromagnetické vlnění. Liší se jen energií. Světlo má, stejně jako všechna hmota, zároveň povahu vlnění i částic. Částicím světla se říká fotony. Foton záření gama má energii nad deset tisíc elektronvoltů. Energie fotonů viditelného světla je průměrně asi 2,5 elektronvoltu, čtyř tisíckrát méně.

Skupina vědců vedená Chi Cheungem z Námořní výzkumné laboratoře ve Washingtonu popisuje v odborném magazínu Astrophysical Journal Letters pozorování silného zdroje záření gama. Je známý pod katalogovým číslem B0218+357 a vzdálený od Země 4,35 miliardy světelných let. Astronomové ho řadí mezi takzvané blazary. Jsou to neklidné galaxie svítící právě v oblasti vysokoenergetického záření.

Galaktická lupa

Fotony z galaxie B0218+357 k nám putují kolem další, daleko obyčejnější, galaxie. Je spirální, podobná naší vlastní. Od Slunce je vzdálená čtyři miliardy světelných let. Její gravitace působí na světlo z B0218+357 jako čočka. Tento efekt jako první studoval ruský fyzik Orest Chvolson. Víc ho ale proslavil Němec Albert Einstein. Přítomnost hmoty ohýbá prostor. To znamená, že nejkratší cesta mezi dvěma body nemusí být v takovém zakřiveném prostoru být přímka. Světlo se pohybuje nejkratší cestou. Hmotné objekty proto ohýbají světelné paprsky.

Následkem tohoto efektu občas vidí astronomové vzdálené hvězdy, galaxie, kvasary, a tak podobně víckrát než jednou. Hvězdáři věděli o gravitační čočce, která mění obraz galaxie B0218+357 v oblasti viditelného a rádiového záření. Zkusili se na ni proto podívat pomocí observatoře Fermi. Zajímalo je, jestli nezaregistrují stejný efekt i v oblasti záření gama.

Černá díra osobně

Družice Fermi nedokáže odlišit jednotlivé obrazy vzdálené galaxie vytvořené gravitační čočkou, podobně jako to umí optické teleskopy nebo radioteleskopy. Zaznamenala ale ze zdroje B0218+357 tři vzájemně zpožděná bliknutí v oblasti záření gama. Podle výzkumníků za zpoždění může odlišná dráha paprsků, které vznikly při stejné události, zakřivených gravitační čočkou. Zdržení činilo 11,46 dne. Je to zhruba o den víc, než zpoždění rádiového záření ze stejného zdroje.

Vědci proto soudí, že oblast, která září v gama oblasti, je menší než oblast, v níž vznikají rádiové paprsky s menší energií. Hmota, která jim stojí v cestě, proto ohne paprsky gama víc, než ohýbá rádiové vlny.

Oba dva druhy záření má pravděpodobně na svědomí žhavý materiál padající do černé díry ve středu galaxie B0218+357. Nový druh gravitační čočky a odlišný ohyb rádiových a gama paprsků by mohl vědcům se studiem podobných černých děr pomoci.