eso1151sv — Pressmeddelande (forskning)

Snart middagstid för svart hål

VLT ser ett moln som slits sönder av ett svart hål

14 december 2011

Astronomer har upptäckt ett moln av gas med en massa på flera gånger jordens som accelererar mot det svarta hålet i Vintergatans centrum. Upptäckten gjordes med ESO:s jätteteleskop VLT. Det är första gången någonsin som ett sådant dödsdömt moln har observerats när det närmar sig ett supertungt svart hål. Forskningsresultaten publiceras i tidskriften Nature den 5 januari 2012.

Under ett 20 år långt projekt har ett forskarteam lett av Reinhard Genzel vid Max-Planck-institutet för utomjordisk fysik i Garching, Tyskland, med hjälp av ESO-teleskop kunnat följa hur stjärnor förflyttar sig runt det supertunga svarta hålet i vår galax centrum (eso0846) [1]. Nu har de upptäckt ett nytt och unikt objekt som närmar sig det svarta hålet snabbt.


Under de senaste sju åren så har det nya objektets hastighet nästan fördubblats så att det nu åker i mer än 8 miljoner kilometer i timmen. Objektet har en mycket långsträckt elliptisk bana [2] som innebär att det i mitten av 2013 passerar på ett avstånd av bara 40 miljarder kilometer från det svarta hålets händelsehorisont. Det korta avståndet, som motsvarar ungefär 36 ljustimmar [3], innebär att detta blir en, med astronomiska mått, extrem närkontakt med ett supertungt svart hål.

Objektet är mycket svalare än de omgivande stjärnorna (bara runt 280 grader Celsius varmt) och består mestadels av väte och helium. Det är ett stoftrikt, joniserat gasmoln med en massa på ungefär tre gånger jordens. Molnet glöder på grund av den starka ultravioletta strålningen som avges av de omgivande stjärnorna i Vintergatans tätbefolkade hjärta.

Gasen i molnet är redan nu mycket tätare än den varma gasen som omger det svarta hålet. Men när molnet kommer närmare och närmare det hungriga monstret så väntas det ökade trycket utifrån trycka ihop molnet. Samtidigt kommer de extrema gravitationsdragkrafterna från det svarta hålet, som har en massa på ungefär 4 miljoner gånger solens, att fortsatt accelerera molnet inåt och sträcka ut det längs sin bana.

Stefan Gillessen (MPE) är huvudförfattare till artikeln.

– Idén om att en astronaut som befinner sig nära ett svart hål sträcks ut som en spaghetti är välbekant från science fiction-litteraturen. Men nu kan vi se att detta händer på riktigt med det nyupptäckta molnet. Det kommer inte att överleva denna händelse, säger han.

Molnets kanter har redan börjat trasas sönder, och under de nästkommande åren förväntas det slitas isär helt och hållet [4].  Astronomerna kan redan se tydliga tecken på att störningarna av molnet har ökat under perioden mellan 2008 och 2011.

Gasen förväntas även bli mycket varmare när den kommer närmare det svarta hålet under 2013 och kommer antagligen att börja stråla i röntgen. Det finns för närvarande ont om material nära det svarta hålet så den nyanlända måltiden kommer under några år framöver vara det svarta hålets huvudsakliga bränslekälla.

En förklaring till hur gasmolnet kan ha bildats är att dess material kan ha kommit från närbelägna unga, och massiva, stjärnor som snabbt förlorar massa på grund av starka stjärnvindar. Den typen av stjärnor blåser bokstavligen bort sin egen gas. Kolliderande vindar från en känd dubbelstjärna i omloppsbana runt det svarta hålet kan ha lett till bildandet av molnet.

– De kommande två åren kommer bli mycket intressanta och borde bestå oss med extremt värdefull information om hur materia runt sådana uppseendeväckande massiva objekt uppför sig, avslutar Reinhard Genzel.

Noter

[1] Det svarta hålet i Vintergatans centrum har formellt namnet Sgr A* (som uttalas Sagittarius A stjärna). Det är med mycket god marginal vårt närmaste supermassiva svarta hål, och därmed den bästa platsen för att detaljstudera svarta hål.


[2] Observationerna gjordes med kameran NACO (som observerar i infrarött och använder sig av adaptiv optik) och instrumentet SINFONI (en infrarödspektrograf), som båda två sitter på ESO:s jätteteleskop VLT i Chile. Vintergatans centrum ligger bakom tjocka stoftmoln som sprider och absorberar synligt ljus. Därför måste man observera i infrarött ljus för vilket molnen är mer genomskinliga.

[3] En ljustimme är det avstånd ljuset färdas under en timme. Det är lite längre än avståndet mellan solen och Jupiter i vårt solsystem. Som en jämförelse är avståndet mellan solen och närmaste stjärna mer än fyra ljusår. Molnet kommer att passera det svarta hålet på ett avstånd som är mindre än tio gånger avståndet mellan solen och Neptunus.

[4] Denna effekt är välkänd från strömningslära och kan iaktas om man häller sirap i ett glas med vatten. Flödet av sirap ner genom vattnet störs och droppen bryts isär, vilket gör att sirapen späds ut i vattnet.

Mer information

Forskningsresultaten presenteras i en artikel med titel “A gas cloud on its way towards the super-massive black hole in the Galactic Centre” av S. Gillessen m. fl., som publiceras i tidskriften Nature den 5 januari 2012.


Teamet består av S. Gillessen (Max Planck-institutet för utomjordisk fysik [MPE], Tyskland), R. Genzel (MPE; Institutionen för fysik, University of California [UC], USA), T. Fritz (MPE, Tyskland), E. Quataert (Institutionen för astronomi, UC, USA), C. Alig (Universitätssternwarte der Ludwig-Maximilians-Universität [LMU], Tyskland), A. Burkert (MPE; LMU), J. Cuadra (Institutionen för astronomi och astrofysik, Pontificia Universidad Católica de Chile, Chile), F. Eisenhauer (MPE), O. Pfuhl (MPE), K. Dodds-Eden (MPE), C. Gammie (Centrum för teoretisk astrofysik, University of Illinois, USA) samt T. Ott (MPE).

ESO, Europeiska sydobservatoriet, är Europas främsta samarbetsorgan för astronomisk forskning och världens mest produktiva astronomiska observatorium. Det stöds av 15 länder: Belgien, Brasilien, Danmark, Finland, Frankrike, Italien, Nederländerna, Portugal, Schweiz, Spanien, Storbritannien, Sverige, Tjeckien, Tyskland och Österrike. ESO:s ambitiösa verksamhet rör design, konstruktion och drift av avancerade markbaserade forskningsanläggningar som gör det möjligt för astronomer att göra banbrytande vetenskapliga upptäckter. ESO spelar dessutom en ledande roll i att främja och organisera samarbeten inom astronomisk forskning. ESO driver tre unika observationsplatser i Chile: La Silla, Paranal och Chajnantor. Vid Paranal finns Very Large Telescope, världens mest avancerade observatorium för synligt ljus, och två kartläggningsteleskop: VISTA, som observerar infrarött ljus och är världens största kartläggningsteleskop, samt VST, det största teleskopet som konstruerats för att kartlägga himlavalvet i synligt ljus. ESO bidrar dessutom till ALMA, ett revolutionerande astronomiskt teleskop och världens hittills största astronomiska projekt. ESO planerar för närvarande bygget av ett europeiskt extremt stort teleskop i 40-metersklass för synligt och infrarött ljus, E-ELT. Det kommer att bli ”världens största öga mot himlen”.

Länkar

Kontakter

Robert Cumming, kontaktperson för ESO:s utåtriktade verksamhet i Sverige
Onsala rymdobservatorium
Sverige
Tel: +46 31 772 5500
Mobil: +46 704933114
E-post: robert.cumming@chalmers.se

Stefan Gillessen
Max-Planck Institute for Extraterrestrial Physics
Garching, Germany
Tel: +49 89 30000 3839
E-post: ste@mpe.mpg.de

Reinhard Genzel
Max-Planck Institute for Extraterrestrial Physics
Garching, Germany
Tel: +49 89 30000 3281
E-post: genzel@mpe.mpg.de

Richard Hook
ESO, La Silla, Paranal, E-ELT & Survey Telescopes Press Officer
Garching bei München, Germany
Tel: +49 89 3200 6655
Mobil: +49 151 1537 3591
E-post: rhook@eso.org

Detta är den översatta versionen av ESO:s pressmeddelande eso1151, som tagits fram inom ramarna för ESON, ett nätverk av medarbetare i ESO:s medlemsländer som fungerar som lokala kontaktpersoner för media i samband med ESO:s pressmeddelanden och andra händelser. ESON:s kontaktperson i Sverige är Robert Cumming.
Bookmark and Share

Om pressmeddelandet

Pressmeddelande nr:eso1151sv
Namn:Galactic Centre, Milky Way Galactic Centre, Sagittarius A*, Sgr A*
Typ:• Milky Way : Galaxy : Component : Central Black Hole
• Milky Way : Galaxy : Component : Center/Core
• X - Quasars & Black Holes
Facility:Very Large Telescope
Science data:2012Natur.481...51G

Bilder

Simulation of gas cloud after close approach to the black hole at the centre of the Milky Way
Simulation of gas cloud after close approach to the black hole at the centre of the Milky Way
text på engelska
Simulation of gas cloud approaching the black hole at the centre of the Milky Way
Simulation of gas cloud approaching the black hole at the centre of the Milky Way
text på engelska
The centre of the Milky Way showing a newly discovered and rapidly moving cloud
The centre of the Milky Way showing a newly discovered and rapidly moving cloud
text på engelska

Videor

ESOcast 39: A Black Hole’s Dinner is Fast Approaching
ESOcast 39: A Black Hole’s Dinner is Fast Approaching
text på engelska
Video News Release 36: A Black Hole’s Dinner is Fast Approaching (eso1151b)
Video News Release 36: A Black Hole’s Dinner is Fast Approaching (eso1151b)
text på engelska
Simulation of gas cloud approaching the black hole at the centre of the Milky Way
Simulation of gas cloud approaching the black hole at the centre of the Milky Way
text på engelska
Zooming in on the centre of the Milky Way
Zooming in on the centre of the Milky Way
text på engelska
Animation of objects orbiting the centre of the Milky Way
Animation of objects orbiting the centre of the Milky Way
text på engelska
 A gas cloud falling towards the supermassive black hole at the centre of the Milky Way
A gas cloud falling towards the supermassive black hole at the centre of the Milky Way
text på engelska
Video News Release: A Black Hole’s Dinner is Fast Approaching – B-roll
Video News Release: A Black Hole’s Dinner is Fast Approaching – B-roll
text på engelska

Se även