Galaktyczne fontanny

Istniejà dowody, ˝e czarne dziury

nap´dzajà wszystkie kwazary

Â

wiecàce jasnoÊcià bilionów s∏oƒc
kwazary sà nie tylko najjaÊniejszy-
mi, ale i jednymi z najdalszych

obiektów obserwowanego WszechÊwia-
ta. Astronomowie wymyÊlili teorie wy-
jaÊniajàce, co zasila te piekielne machi-
ny; znajdujà si´ one jednak tak daleko
od nas, ˝e zbieranie dowodów by∏o nie
lada zadaniem. Na szcz´Êcie niedosta-
tek danych nie stanowi ju˝ problemu.
Przeglàdy nieba przeprowadzone ostat-
nio przez Kosmiczny Teleskop Hubble’a
przynios∏y odpowiedê na pewne pod-
stawowe pytania dotyczàce kwazarów,
aczkolwiek uwydatni∏y zarazem pew-
ne luki w dotychczasowych interpreta-
cjach. Tymczasem badania, w których
po∏àczono moce obserwacyjne radiote-
leskopów w ró˝nych krajach, dostarczy-
∏y innych dowodów na to, ˝e wszystkie
kwazary dzia∏ajà zasadniczo w ten sam
sposób.

Pomimo swojej kolosalnej jasnoÊci

obiekty te sà niedu˝e; mogà byç nawet
mniejsze od Uk∏adu S∏onecznego. Do-
minuje poglàd, ˝e jedynie supermasyw-
na czarna dziura – cia∏o do tego stopnia
g´ste, ˝e nawet Êwiat∏o nie mo˝e go opu-
Êciç – potrafi wytwarzaç tak wiele ener-
gii w tak niewielkiej obj´toÊci. Fizycy
obliczyli, ˝e je˝eli cokolwiek popchnie
ob∏ok gazowy w pobli˝e czarnej dziu-
ry, gaz ten mo˝e zasiliç kwazar. Grawi-
tacja czarnej dziury przyspieszy go do

pr´dkoÊci bliskiej pr´dkoÊci Êwiat∏a,
przeobra˝ajàc w plazm´. Zanim paliwo
to zostanie zu˝yte, poch∏onie je wir zwa-
ny dyskiem akrecyjnym, w którym tar-
cie bardzo wydajnie produkuje Êwiat∏o
i inne rodzaje promieniowania.

Nowe zdj´cia z Hubble’a wspierajà t´

teori´. Teleskop przyniós∏ nam pierw-
szy wyraêny obraz bezpoÊredniego oto-
czenia szeregu kwazarów. Ze zdj´ç wy-
nika, ˝e wi´kszoÊç tych obiektów, je˝eli
nie wszystkie, le˝y w centrum jasnych
galaktyk, nie wy∏àczajàc zwyk∏ych galak-
tyk spiralnych i eliptycznych. Potwier-
dza to s∏usznoÊç teorii ob∏oków gazo-
wych, poniewa˝ ob∏oki gazowe znajdujà
si´ w∏aÊnie w galaktykach. Ponadto nie-
które galaktyki b´dàce „˝ywicielami”
kwazarów wyglàdajà tak, jakby zderzy-
∏y si´ niedawno z innà galaktykà. Te ofia-
ry wypadków majà cechy niespotykane
wÊród bardziej spokojnych galaktyk:
fragmenty niektórych z nich wydajà si´
oderwane bàdê zniekszta∏cone. To rów-
nie˝ potwierdza teori´ ob∏oków gazo-
wych, poniewa˝ si∏y wyzwalane pod-
czas takich zderzeƒ mogà swobodnie
wrzucaç ob∏oki do „˝erowiska” g∏odnej
czarnej dziury.

Trudniej zrozumieç, dlaczego wi´k-

szoÊç kwazarów kryje si´ w wyraênie nie
zniekszta∏conych galaktykach. „Wynik
ten jest w pewnym sensie najbardziej nie-
spodziewany spoÊród tych, które uzy-
skaliÊmy” – zauwa˝a John N. Bahcall
z Institute for Advanced Study w Prin-
ceton (New Jersey). Astronomowie po-
bie˝nie oszacowali, ˝e jeÊli zderzenia nie
dostarczà czarnej dziurze du˝ych iloÊci
gazu, galaktyki b´dàce siedliskiem tych
kosmicznych bestii nie zdo∏ajà uzupe∏-
niç paliwa w takim tempie, by utrzymaç

12 Â

WIAT

N

AUKI

Kwiecieƒ 1997

Ciàg dalszy ze strony 10

Ciàg dalszy na stronie 14

Na k∏opoty – skanowanie

Rozpoznaniem zapalenia wyrostka
robaczkowego zawsze rzàdzi przypadek:
jednego na pi´ciu pacjentów poddaje si´
niepotrzebnie kosztownemu zabiegowi
chirurgicznemu, co piàty te˝ chory wraca
do domu tylko po to, by poczuç si´ gorzej.
Jednak nowa odmiana rentgenowskiej
tomografii komputerowej nazwana FACT
(focused appendix CT), którà przedstawiono
w grudniu ub. r. na zjeêdzie Radiological
Society of North America, powinna t´ sytuacj´
zmieniç. Barwnik wprowadzony do jelita
grubego pozwala lepiej uwidoczniç
wyrostek robaczkowy (niezale˝nie od tego,
czy jest on zaka˝ony), a fakt, ˝e wykonuje si´
skany tylko dolnego prawego kwadrantu
jamy brzusznej, obni˝a ich koszt o po∏ow´
w porównaniu z tomograficznym
badaniem ca∏ego brzucha.

Ptasi piruet

To zdj´cie wykonane przy bardzo krótkim
czasie otwarcia migawki przez Batesa

Littlehalesa, biologa
z University of California
w Los Angeles, pokazuje,
dlaczego p∏atkonogi
wykonujà piruety na wodzie:
goniàc w∏asny ogon,
te brodêce wzbijajà do góry
pokarm. Littlehales
i wspó∏pracownicy
zarejestrowali to kinetyczne
˝erowanie na filmie,
umieÊciwszy niewielkiego
ptaka w akwarium
zawierajàcym zabarwionà

s∏onà wod´. Kiedy ptak zaczà∏ kr´ciç
swe piruety, widaç by∏o, jak wznosi si´
ku niemu wir Êwiecàcego pokarmu.

Zbawcze estrogeny

Neurolodzy odkrywajà ró˝ne sposoby,
którymi estrogeny chronià organizm kobiety
przed uszkodzeniami mózgu. Patricia Hurn
wraz z kolegami z Johns Hopkins University
stwierdzi∏a, ˝e naturalny poziom estrogenów
u samic szczurzych sprawia, i˝ w porównaniu
z samcami sà one trzy razy mniej podatne
na uszkodzenia mózgu wywo∏ane udarem.
Natomiast Sanjay Asthana z Veterans
Medical Center w Tacoma (w stanie
Waszyngton) wykaza∏ kompensacyjne
w∏aÊciwoÊci tego hormonu w przypadku
choroby Alzheimera. W ma∏ej próbie
przeprowadzonej na kobietach w starszym
wieku cierpiàcych na umiarkowanà demencj´
zastosowanie plastrów z estrogenem
polepszy∏o na jakiÊ czas zarówno
koncentracj´, jak i pami´ç pacjentek.

Produkcja antymaterii

Potwierdzajàc wczeÊniejsze rezultaty
uzyskane w CERN-ie, fizycy z Fermilabu
znaleêli w listopadzie ub. r. siedem atomów
antywodoru. Aby wytworzyç antyatomy –
z których ka˝dy zawiera antyproton i pozyton
– przepuszczali wiàzk´ antyprotonów
przez strumieƒ gazu, powodujàc
tworzenie si´ par pozyton–elektron i,
rzadziej, pozyton–antyproton.

ASTRONOMIA

KWAZARY PRZEDSTAWIONE PRZEZ HUBBLE’A wyst´pujà w galaktykach

nie zak∏óconych (z lewej) i w galaktykach w trakcie zderzania si´ (z prawej).

HUBBLE SPACE TELESCOPE

BATES LITTLE HALES

dzia∏ajàcy na pe∏nym gazie kwazar.
Zgodnie z teorià mog∏y one raczej wy-
rzuciç z siebie tyle materii, ˝e sta∏y si´
s∏abszymi êród∏ami Êwiat∏a, znanymi ja-
ko galaktyki Seyferta. Michael J. Disney
z University of Wales w Cardiff dodaje:
„G∏owimy si´ nad tymi, które wzajem-
nie na siebie nie oddzia∏ujà.”

Bahcall podejrzewa, ˝e paliwa do

tych kwazarów dostarcza jakiÊ ledwo
uchwytny mechanizm, którego Hubble
nie potrafi zanalizowaç. Lepsze wy-
obra˝enie o tym, jak kwazary i ich ga-
laktyki macierzyste ewoluujà w czasie,
przyniosà zdaniem Donalda Schneide-
ra z Pennsylvania State University pla-
nowane badania bardziej odleg∏ych
kwazarów.

Pomimo ró˝norodnoÊci galaktyk,

w których rezydujà kwazary, z obser-
wacji na falach radiowych wynika, ˝e
pewne podstawowe cechy sà dla wi´k-
szoÊci tych obiektów wspólne. Obser-
wowano ju˝ przedtem strugi plazmy
wydobywajàce si´ z pr´dkoÊciami bli-
skimi pr´dkoÊci Êwiat∏a z „biegunów”
kwazarów „radiowo g∏oÊnych” – emi-
tujàcych silnie na falach radiowych i sta-
nowiàcych 10% ca∏ej populacji. Jedynym
wyobra˝alnym êród∏em strug plazmo-
wych jest dysk akrecyjny wokó∏ czarnej
dziury, ale poniewa˝ do tej pory nie za-
uwa˝ono takich strug wychodzàcych
z kwazarów „cichych radiowo”, niektó-
rzy astronomowie przypuszczali, ˝e te
stanowiàce wi´kszoÊç kwazarów obiek-
ty dzia∏ajà inaczej. Teraz jednak bada-
cze z University of Maryland i z Max-
-Planck-Institut für Radioastronomie
w Bonn znaleêli Êlady strug plazmy wy-
dobywajàcych si´ prawie z pr´dkoÊcià
Êwiat∏a z kwazarów radiowo cichych.
Badane kwazary klasyfikowano uprzed-
nio jako cz∏onków ma∏ej grupki „ra-
diowo poÊrednich”, lecz z nowych ob-
serwacji wynika, ˝e ich niespotykane
w∏aÊciwoÊci spowodowane sà skiero-
waniem strug plazmowych wprost w
naszà Galaktyk´.

Zdaniem Heino Falcke z University

of Maryland najnowsze dane radiotele-
skopowe – ukazujàce radiowo ciche
kwazary ze strugami o podobnych ce-
chach co kwazary radiowo g∏oÊne –
wskazujà, ˝e „prawdopodobnie wszyst-
kie tego typu obiekty majà bardzo po-
dobne silniki”. Sàdzi on, ˝e ten sam pod-
stawowy mechanizm nap´dza tak˝e
galaktyki Seyferta. Wiele kwestii pozo-
staje jednak nie rozstrzygni´tych. JeÊli
radiowo ciche i radiowo g∏oÊne kwaza-
ry rzeczywiÊcie wyposa˝one sà w ten
sam mechanizm, to wyjaÊnienie powo-
dów ró˝nic je dzielàcych jest teraz chy-
ba „jeszcze wi´kszà zagadkà” – mówi.

Tim Beardsley

Â

WIAT

N

AUKI

Kwiecieƒ 1997 13

ANTY(PO)WAGA

Czy pan jest ∏osiem?

W

zasadzie pomys∏ jest dziecinnie prosty: facet przebiera si´ w kostium ∏osia
dlatego, ˝e nie doÊç daleko umie rzucaç ∏ajnem.

No có˝, mo˝e jednak wypada wyjaÊniç, jak do tego dosz∏o. Otó˝ od 20 lat Joel Ber-

ger, biolog i zarazem ekolog z University of Nevada w Reno, bada etologi´, ekologi´
i biologi´ rozrodu ssaków. W ciàgu ostatnich dwóch lat szczególnà uwag´ poÊwi´ca∏
zale˝noÊciom mi´dzy drapie˝nikami a ich ofiarami w otulinie Parku Narodowego Yel-
lowstone i na po∏udniowo-Êrodkowej Alasce. „Celem naszych badaƒ jest ustalenie,
co dzieje si´ z gatunkami ∏ownymi w ekosystemach, w których nie wyst´pujà du˝e
ssaki mi´so˝erne” – wyjaÊni∏ Berger grupie reporterów w listopadzie ub. r. w nowojor-
skim Central Park Zoo nale˝àcym do Wildlife Conservation Society, które finansuje je-
go obecne badania. „Sprawa jest wa˝na,
poniewa˝ w wi´kszoÊci regionów Êwiata
b´dzie ubywa∏o, a nie przybywa∏o du˝ych
ssaków drapie˝nych.”

Na obu obj´tych badaniami terenach

˝yjà zwierz´ta, które stanowià ulubiony
pokarm niedêwiedzi grizli i wilków. Sà to
∏osie. (Jak widaç, powoli zbli˝amy si´ do
wyjaÊnienia poczàtkowej zagadki.) Gri-
zli i wilki spotyka si´ jednak znacznie
cz´Êciej na Alasce ni˝ w okolicach Yel-
lowstone. Ma to oczywisty wp∏yw na lokalnà populacj´ ∏osi. Jeszcze sto lat temu
na terenie Jackson Hole w rejonie parku Yellowstone ∏osie nale˝a∏y do rzadkoÊci,
dziÊ natomiast Êwietnie si´ tam rozwijajà. W Jackson Hole ka˝dego roku prze˝ywa
90% ∏oszaków, podczas gdy na Alasce tylko oko∏o 35%. Dla ∏osi z Yellowstone na-
sta∏y dobre czasy.

Berger postanowi∏ wobec tego ustaliç, w jakim stopniu te dobre warunki wp∏ywa-

jà na zachowanie ∏osi: czy zwierz´ta, na które rzadziej teraz polujà drapie˝niki, mo-
gà z czasem zapomnieç o bodêcach ostrzegajàcych przed niebezpieczeƒstwem?
Wraz ze swymi kolegami odtwarza∏ zarejestrowane na taÊmie odg∏osy wydawane
przez drapie˝niki na ró˝nych terenach zamieszkiwanych przez ∏osie. „W Wyoming
∏osie nie reagowa∏y na g∏osy wilków – mówi Berger. – Na Alasce reagujà: ˝erujà
mniej wi´cej o po∏ow´ krócej.” Innym sygna∏em ostrzegawczym powinien byç zapach.
Chcàc sprawdziç reakcj´ ∏osi na tego rodzaju sygna∏, Berger pos∏uguje si´ moczem
i ∏ajnem drapie˝ników, majàcymi wyjàtkowo silny zapach.

Zdobycie ∏ajna nie nastr´cza wi´kszych trudnoÊci, trzeba po prostu chodziç po

okolicy i cierpliwie zbieraç odchody grizli i wilków. Znacznie trudniejsze jest pod-
rzucenie ich doÊç blisko ∏osi, tak by mo˝na by∏o systematycznie obserwowaç ich
reakcj´ na zapach. Do ∏osia nie sposób podejÊç ot tak sobie, z marszu. Sà to zwie-
rz´ta du˝e, niebezpieczne i p∏ochliwe. Pozostaje wi´c tylko daleki celny rzut. Ber-
ger oczywiÊcie wpad∏ na ten pomys∏. „W college’u gra∏em troch´ w baseball – mó-
wi 44-letni dziÊ naukowiec – i nadal rzucam w miar´ celnie. Ale niestety nie doÊç
daleko. PróbowaliÊmy pos∏u˝yç si´ procà – t∏umaczy – lecz bez wi´kszych efek-
tów; w ten sposób nie mo˝na przerzuciç dostatecznej iloÊci ∏ajna. U˝ywaliÊmy co-
raz d∏u˝szych proc, ale miotaniu towarzyszy∏y wtedy efekty dêwi´kowe.” Nadal nie
rozwiàzany by∏ problem, jak podrzucaç mocz.

Bergerowi, który nie mia∏ ochoty eksperymentowaç z katapultami, czy raczej ka∏o-

pultami lub mo˝e ∏osiopultami, nie pozosta∏o nic innego jak tylko zastosowaç dobrze
znanà strategi´: jeÊli nie potrafisz pokonaç przeciwnika, przy∏àcz si´ do niego. Projek-
tant kostiumów do Gwiezdnych wojen wykona∏ dla biologów specjalny strój ∏osia.
Wyglàda on niezbyt powa˝nie i kojarzy si´ nam nieodparcie z dwójkà ludzi, którzy
w tym przebraniu wybierajà si´ na zabaw´ w Êwi´to Halloween, ale ∏osiom, które
wzrok majà s∏aby, ˝ywo przypomina ich pobratymca. Dowcip w tym, ˝eby w ∏osim
przebraniu podejÊç do prawdziwego zwierza, podrzuciç mu troch´ ∏ajna drapie˝nika,
nie daç mu si´ pokryç, po czym oddaliç si´ krokiem godnym a niespiesznym. Wst´p-
ne próby z kostiumem wykaza∏y, ˝e na ∏osiach nie robi on najmniejszego wra˝enia,
natomiast – jak twierdzi Berger – bizony na jego widok ucieka∏y, gdzie pieprz roÊnie!
Mo˝e dlatego, ˝e majà lepszy wzrok, a mo˝e po prostu nie czujà sympatii do ∏osi.

JeÊli wszystko posz∏o zgodnie z planem, to zapewne Berger wraz ze swà ˝onà,

a zarazem kole˝ankà po fachu Carol Cunningham, sp´dzili w tym kostiumie znacz-
nà cz´Êç zimy. (Warto zauwa˝yç, ˝e towarzyszka zajmuje miejsce z ty∏u.) Gdy za-
pytano Bergera przed wyjazdem na zachód, czy nie obawia si´ o ich bezpieczeƒ-
stwo, odpar∏ po prostu: „I to bardzo.”

Steve Mirsky

MICHAEL CRAWFORD