Никогда прежде астрофизические измерения света такой высокой энергии не производились с такого расстояния. Около 7 миллиардов лет назад в центре галактики произошел мощный взрыв черной дыры. Результатом стал мощный гамма-всплеск. Многие телескопы, в том числе MAGIC (большой черенковский телескоп для получения атмосферных гамма-лучей), уловили этот свет. Кстати, это было очередным подтверждением общей теории относительности Эйнштейна, ведь лучи света на пути к Земле встречали менее удаленную галактику, что вызывало их отклонение в процессе так называемого гравитационного линзирования.
QSO B0218+357 — это блазар, тип черной дыры. Исследователи предполагают, что в центре каждой галактики есть сверхмассивная черная дыра. Черные дыры, на которые непрерывно падает вещество, называются активными черными дырами. Они испускают чрезвычайно яркие струи. Когда такой взрыв направлен на Землю, мы используем термин блазар.
QSO B0218+357 была обнаружена 14 июля 2014 года телескопом большой площади (LAT) спутника Fermi. Это событие произошло 7 миллиардов лет назад. Вскоре после того, как блазар был впервые обнаружен, все наземные гамма-телескопы были направлены в этом направлении. Среди них был MAGIC, расположенный на Канарских островах, который специализируется на наблюдении за гамма-излучением высокой энергии. Он может захватывать фотоны, энергия которых в 100 миллиардов раз превышает энергию фотонов, испускаемых нашим Солнцем, и в тысячу раз превышает энергию, измеренную Fermi-LAT.
Поскольку в то время было полнолуние, MAGIC не мог наблюдать. Через 11 дней представилась возможность. Однако гамма-лучи, испущенные QSO B0218+357, не были направлены точно на Землю. Через миллиард лет после того, как они отправились в путь, они достигли галактики B0218 + 357G. Вот тут-то и появляется общая теория относительности Эйнштейна. Он показывает, что большие массы во Вселенной, такие как галактики, преломляют свет от объекта позади них. Кроме того, свет фокусируется как бы через огромную оптическую линзу, благодаря чему объект выглядит ярче, но при этом слегка искажается. Световым лучам также требуется разное время для прохождения через линзу в зависимости от угла обзора.
Это гравитационное линзирование стало причиной того, что MAGIC удалось измерить QSO B0218 + 357 — самый далекий объект, наблюдаемый в спектре высокоэнергетического гамма-излучения. Благодаря наблюдениям, сделанным в 2012 году с телескопа Ферми и других радиотелескопов, астрономы увидели, что второй сигнал придет через 11 дней. «Впервые мы смогли сказать, что высокоэнергетические фотоны отклоняются гравитационной линзой», — говорит Джулиан Ситрек из Лодзинского университета, руководивший исследованием.
Тот факт, что гамма-излучение такой высокой энергии от далекого небесного тела достигло атмосферы Земли, не столь очевиден. Большая часть гамма-лучей теряется при взаимодействии с фотонами галактик или звезд и имеет меньшую энергию. Благодаря наблюдениям MAGIC доля Вселенной, видимая в гамма-лучах, удвоилась.