Pressmeddelande

Supermassiva svarta hål frossar på kosmiska maneter

ESO:s instrument MUSE vid VLT upptäcker svarta hålens okända bränsle

16 augusti 2017

Observationer av så kallade “manetgalaxer” med ESO:s Very Large Telescope har avslöjat ett hittills okänt sätt för supermassiva svarta hål att matas. Mekanismen bakom de tentakler av gas och nyfödda stjärnor som ger dessa galaxer sitt smeknamn tycks också göra det möjligt för gas att nå galaxens centrala områden. Gasen när det svarta hålet som lurar i galaxernas mitt och får dem att lysa starkt. Forskningsresultaten publiceras idag i tidsskriften Nature.

Ett italiensklett forskarlag använde instrumentet MUSE (Multi-Unit Spectroscopic Explorer) på Very Large Telescope (VLT) vid ESO:s Paranalobservatorium i Chile för att studera hur mängder av gas slits bort från galaxer. De riktade in sig på några utpräglade exemplaren av manetgalaxer i närliggande galaxhopar. Dessa kallas så på grund av sina märkliga “tentakler” av material som sträcker sig ut tiotusentals ljusår bortom galaxernas skivor [1][2].

Manetgalaxernas tentakler skapas i galaxhoparna i en process som kallas ramtryckstrimning. Tack vare tyngdkraften faller galaxerna med hög hastighet in i galaxhopen där de stöter mot mängder av het, tätpackad gas som fungerar som en kraftfull vind som trycker ut svansar gas från galaxens skiva. Samtidigt triggas igång stjärnbildning i högt takt inuti skivan.

Forskarna fann att sex av de sju manetgalaxerna i studien visar tydliga tecken på ett supermassivt svart hål i mitten som äter upp den omgivande gasen [3]. Denna andel är oväntat hög – för galaxer i allmänhet brukar andelen vanligtvis vara mindre än en av tio.

Bianca Poggianti vid INAF:s astronomiska observatorium i Padova, Italien, leder forskarlaget.

– Denna starka länk mellan ramtryckstramningen och aktiva svarta hål var inte förväntad och har aldrig tidigare rapporterats. Här verkar som att det centrala svarta hålet håller på att bli matad. En del av gase, når faktiskt mitten av galaxen istället för att avlägsnas, säger hon.

Astronomer har länge undrat varför bara en liten andel av de supermassiva svarta hålen som befinner sig i mitten av galaxer är aktiva. Supermassiva svarta hål finns i nästan alla galaxer, så varför är det bara ett fåtal som äter upp sitt omgivande material och strålar så starkt? Dessa resultat avslöjar ett tidigare okänt sätt att mata de svarta hålen.

Yara Jaffé, forskare vid ESO, har bidragit till forskningsartikeln. Hon förklarar hur viktigt resultaten är.

– Dessa observationer med MUSE pekar på ett nytt sätt att föra in gas mot det svarta hålets omgivningar. Upptäckten är viktig eftersom den ger oss nya pusselbitar som hjälper oss att förstå kopplingarna mellan supermassiva svarta hål och deras värdgalaxer, säger hon.

Observationerna är bara en del av en mycket mer omfattande pågående studie av många fler manetgalaxer.

– När den är klar kommer projektet att visa upp hur många, och just vilka, gasrika galaxer går igenom en period av ökad aktivitet i deras kärnor när de åker in i galaxhopar. Det har länge varit en gåta inom astronomin hur galaxer bildas och utvecklas i vårt expanderande och utvecklande universum. Manetgalaxerna är en nyckel till vår förståelse av galaxutveckling därför att de är galaxer som fångats mitt under en dramatisk omvandling, avslutar Poggianti.

 

Noter

[1] Hittills har man hittat drygt 400 kandidater till manetgalaxer.

[2] Rönen är resultat av observationsprogrammet GASP (GAs Stripping Phenomena in galaxies with MUSE) ett ESO Large Programme som syftar till att studera var, hur och varför gas kan avlägsnas från galaxer. GASP samlar in djupa, detaljerade mätningar med MUSE från 114 galaxer i olika omgivningar, med ett särskilt fokus på manetgalaxer. Nya observationer pågår för närvarande.

[3] Forskning visar att de allra flesta, om inte alla, galaxer är värdar till ett supermassivt svart hål i sin mitt. De svarta hålen har massor från några miljoner till några miljarder gånger solens massa. När ett svart hål drar in massa från sin omgivning blir materialet väldigt varmt och sänder ut elektromagnetisk strålning. Detta ger upphov till ett av de mest energirika astrofysiska fenomenen: aktiva galaxkärnor (AGN).

[4] Teamet undersökte också alternativförklaringen att den centrala AGN-aktiviteten bidrar till att avlägsna gas från galaxerna, men man bedömde att det var mindre troligt. Manetgalaxerna befinner sig inuti områden i galaxhoparna där den heta, tätpackade gasen i det intergalaktiska mediet lätt också bidrar till att skapa galaxens långa tentakler. Det talar emot att tentaklerna skapats på grund av AGN-aktivitet. Allt detta innebär därför starkare bevis för att ramtrycket utlöser AGN och inte vice versa, och ger därmed ett nytt sätt att mata svarta hål.

 

Mer information

Forskningsresultaten presenteras i en artikel med titel “Ram Pressure Feeding Supermassive Black Holes”  av B. Poggianti m. fl., i tidskriften Nature den 17 augusti 2017.

Forskarteamet består av B. Poggianti (INAF:s astronomiska observatorium i Padova, Italien), Y. Jaffé (ESO, Chile), A. Moretti (INAF-Astronomical Observatory of Padova, Italien), M. Gullieuszik (INAF-Astronomical Observatory of Padova, Italien), M. Radovich (INAF-Astronomical Observatory of Padova, Italien), S. Tonnesen (Carnegie Observatory, USA), J. Fritz (Instituto de Radioastronomía y Astrofísica, Mexiko), D. Bettoni (INAF-Astronomical Observatory of Padova, Italien), B. Vulcani (University of Melbourne, Australien; INAF-Astronomical Observatory of Padova, Italien), G. Fasano (INAF-Astronomical Observatory of Padova, Italien), C. Bellhouse ((University of Birmingham, Storbritannien; ESO, Chile), G. Hau (ESO, Chile) och A. Omizzolo (Vatikanobservatoriet, Vatikanstaten).

ESO, Europeiska sydobservatoriet, är Europas främsta samarbetsorgan för astronomisk forskning och världens mest produktiva astronomiska observatorium. Det stöds av 16 länder: Belgien, Brasilien, Danmark, Finland, Frankrike, Italien, Nederländerna, Polen, 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 arbetar i infrarött ljus och är världens största kartläggningsteleskop och VST (VLT Survey Telescope) är det största teleskopet som konstruerats enbart för att kartlägga himlavalvet i synligt ljus. ESO är en huvudpartner i ALMA, världens hittills största astronomiska projekt. Och på Cerro Armazones, nära Paranal, bygger ESO det extremt stora 39-metersteleskopet för synligt och infrarött ljus, ELT. Det kommer att bli ”världens största öga mot himlen”.

 

Länkar

• Forskningsartikeln i Nature

• Bilder på VLT

• Bilder på MUSE

Kontakter

Robert Cumming, kontaktperson för ESO:s utåtriktade verksamhet i Sverige
Onsala rymdobservatorium
Onsala, Sverige
Tel: 0317725500
Mobil: 070 493 3114
E-post: robert.cumming@chalmers.se

Bianca Poggianti
INAF-Astronomical Observatory of Padova
Padova, Italy
Tel: +39 340 7448663
E-post: bianca.poggianti@oapd.inaf.it

Richard Hook
ESO Public Information Officer
Garching bei München, Germany
Tel: +49 89 3200 6655
Mobil: +49 151 1537 3591
E-post: rhook@eso.org

Connect with ESO on social media

Detta är den översatta versionen av ESO:s pressmeddelande eso1725 som har tagits fram inom ESON, ett nätverk av medarbetare i ESO:s medlemsländer. ESON-representanterna fungerar som lokala kontaktpersoner för media i samband med ESO:s pressmeddelanden och andra händelser. ESON:s kontaktperson i Sverige är Johan Warell.