De wetenschappelijke visie op de werking van supermassieve zwarte gaten staat mogelijk aan een kantelpunt. Een uitgebreide analyse van een specifiek type actief sterrenstelsel, bekend als een blazar, suggereert dat de stralingsmechanismen veel minder voorspelbaar zijn dan tot nu toe werd aangenomen. Dit werpt nieuwe vragen op over de geldigheid van de standaardmodellen die beschrijven hoe deze kosmische objecten energie uitstralen.
Een blazar is een bijzonder fenomeen waarbij materie die door een supermassief zwart gat wordt aangetrokken, met extreme snelheden in tegengestelde richtingen wordt uitgestoten via zogenaamde 'jets'. Wanneer een van deze stralingsbundels vrijwel rechtstreeks op de aarde is gericht, verschijnt het sterrenstelsel voor astronomen als een intens lichtpunt. Deze objecten zenden straling uit over het gehele spectrum, van radiogolven tot aan hoogenergetische gammastraling. Een kenmerkend aspect van blazars is dat hun lichtintensiteit voortdurend fluctueert, waarbij verschillende soorten straling vaak een onafhankelijk gedrag vertonen.
Tot voor kort was de kennis over deze objecten grotendeels gebaseerd op kortstondige observaties. Zo meldt universetoday.com dat eerdere onderzoeken vaak bestonden uit campagnes van slechts enkele dagen, die slechts sporadisch werden herhaald. Omdat deze waarnemingen zich meestal beperkten tot één specifieke energieband, ontstond er een incompleet beeld van de dynamiek van blazars.
Om deze beperkingen te overbruggen, hebben onderzoekers Alicja Wierzcholska van het Instituut voor Kernfysica in Krakau en Michael Zacharias uit Heidelberg een analyse uitgevoerd die bijna twee decennia beslaat. De focus lag hierbij op PKS 2155-304, een object dat zich op een afstand van ongeveer anderhalf miljard lichtjaar bevindt in het sterrenbeeld Piscis Austrinus. Voor dit onderzoek werd gebruikgemaakt van data van het Fermi-telescoop voor gammastraling en het Swift-observatorium van NASA voor ultraviolet, optisch licht en röntgenstraling, zoals beschreven door .
De resultaten van deze langetermijnstudie vormen een directe uitdaging voor het heersende standaardmodel. Volgens deze theorie zou de straling afkomstig moeten zijn uit één specifieke regio in de jet, geproduceerd door een enkele populatie elektronen. In dat scenario zouden de helderheid van het optische licht en de röntgenstraling gelijktijdig moeten fluctueren, eventueel met een minimale vertraging. De data over twintig jaar tonen echter aan dat deze correlatie op de lange termijn simpelweg ontbreekt, wat volgens betekent dat het huidige model mogelijk onvolledig of onjuist is.
Bovendien blijkt uit de analyse dat elke uitbarsting van de blazar uniek is. Hoewel er bij individuele gebeurtenissen soms patronen zichtbaar zijn waarbij energierijke fotonen sneller in helderheid toenemen dan zachtere fotonen, verschilt dit per incident. Dit wijst erop dat elke uitbarsting mogelijk door een andere oorzaak wordt aangedreven, in plaats van door één enkel, constant mechanisme. Hoewel eerdere studies suggereerden dat schokgolven in de jets de beste verklaring boden voor de versnelling van deeltjes, concluderen de onderzoekers via dat de werkelijkheid aanzienlijk complexer is dan de huidige theorieën kunnen verklaren.