eso0946no — Pressemelding

Sort hull bygger seg et galaksehjem

30 November 2009

Hva kommer først – de supermassive, materiefråtsende sorte hullene eller de enorme galaksene der hullene har sine hjem? Et helt nytt scenario har vokst fram på bakgrunn av nye observasjoner av et sort hull uten noe hjem: Sorte hull "bygger" muligens sine egne vertsgalakser. Dette kan være det ettertraktede "missing link" for å forstå hvorfor massen til sorte hull er større i galakser som har mange stjerner.

"'Høna eller egget'-spørsmålet om det er galaksen eller dens sorte hull som kommer først, er et av de mest diskuterte temaene i astrofysikk i dag," sier hovedforfatter David Elbaz. "Studien vår tyder på at supermassive sorte hull kan utløse stjernedannelse og følgelig "bygge" sine egne vertsgalakser. Denne sammenhengen kan også forklare hvorfor galakser med større sorte hull har flere stjerner."

For å komme fram til en slik ekstraordinær konklusjon, utførte astronomene omfattende observasjoner av et merkverdig objekt, nemlig den nære kvasaren HE0450-2958 (se eso0523 for en tidligere studie). Denne kvasaren er den eneste man ikke har funnet noen vertsgalakse til [1]. HE0450-2958 befinner seg rundt 5 milliarder lysår unna Jorda.

Hittil har en trodd at kvasarens vertsgalakse er gjemt bakom store mengder støv. Astronomene gjorde derfor observasjonene med et midt-infrarødt instrument på ESOs Very Large Telescope (VLT) [2]. På disse bølgelengdene lyser støvskyene meget sterkt og er lett å oppdage. "Ved å observere i infrarødt kunne vi kartlegge støvet som vi antok skjulte vertsgalaksen," sier Knud Jahnke, som ledet observasjonene ved VLT. "Men vi fant ikke noe støv. I stedet oppdaget vi en tilsynelatende ubeslektet galakse i kvasarens umiddelbare nabolag, som produserer stjerner i et forrykende tempo."

Observasjonene hatt gitt oss et nytt og overraskende syn på dette systemet. Mens det ikke er funnet spor av stjerner rundt det sorte hullet, er dets galaksekompanjong ekstremt rik på lyssterke og unge stjerner. Den føder stjerner tilsvarende 350 soler per år; fødselsraten er hundre ganger større enn hos gjennomsnittsgalaksene i vårt lokale univers.

Tidligere observasjoner har vist at galaksekompanjongen faktisk blir beskutt: Kvasaren spyr ut en jetstråle med høyenergiske partikler mot kompanjongen sin, i tillegg til en strøm av gass med høy hastighet. Innsprøytningen av materie og energi i galaksen indikerer at selve kvasaren kan stå bak stjernedannelsen og at den således lager sin egen vertsgalakse. I et slikt scenario oppstår galakser ved at store gasskyer bestråles med energirike jetstråler fra kvasarer.

"De to objektene er dømt til å slå seg sammen i framtiden: Kvasarens hastighet i forhold til galaksekompanjongen er bare noen få titusen km/t, og avstanden mellom dem er kun rundt 22 000 lysår," sier Elbaz. "Selv om kvasaren foreløpig er 'naken', vil den etter å ha smeltet sammen med sin stjernerike kompanjong, være 'påkledt'. Den vil da endelig ha funnet sitt hjem i en vertsgalakse, slik tilfellet er for alle andre kvasarer."

Teamet har på denne måten identifisert sorte hull som mulige pådrivere for galaksedannelse, noe som samtidig kan utgjøre det ettertraktede "missing link" for å forstå hvorfor massen til sorte hull er større i galakser med flere stjerner [3].

"En naturlig forlengelse av arbeidet vårt er å lete etter liknende objekter i andre systemer," sier Jahnke.

Framtidige instrumenter, slik som Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), European Extremely Large Telescope (E-ELT) og James Webb Space Telescope, vil være i stand til å lete etter slike objekter enda lenger unna oss. Da kan astronomene undersøke sammenhengen mellom sorte hull og galaksedannelse i det virkelig fjerne univers.

Fotnoter

[1] Supermassive sorte hull finnes i sentrum av de fleste store galakser. I motsetning til det passive og sultende sorte hullet i Melkeveiens kjerne, kan mange sies å være aktive, idet de sluker enorme mengde materiale. Disse ivrige monstrene produserer rikelig med energi over hele det elektromagnetiske spektrum. Spesielt gjelder dette kvasarene, der den kompakte, aktive kjernen lyser mye sterkere enn den samlede strålingen fra alle milliardene av stjerner i vertsgalaksen sin.

[2] Denne delen av studien er basert på observasjoner i midt-infrarødt med det kraftige VISIR-instrumentet (VLT spectrometer and imager for the mid-infrared) på VLT, kombinert med følgende tilleggsdata: spektra fra VLT-FORS, optiske og infrarøde bilder fra Hubble Space Telescope (NASA/ESA), og radioobservasjoner fra Australia Telescope National Facility.

[3] De fleste galakser i det lokale univers har supermassive sorte hull med en masse på om lag 1/700 av massen i deres stjernefylte sentrale utbulning. Bakgrunnen for denne sammenhengen mellom massen til det sorte hullet og massen til stjernene i galaksen er et av de mest debatterte emner i moderne astrofysikk.

Mer informasjon

Denne studien er presentert i en forskningsartikkel i journalene Astronomy & Astrophysics ("Quasar induced galaxy formation: a new paradigm?" av Elbaz et al.) og Astrophysical Journal ("The QSO HE0450-2958: Scantily dressed or heavily robed? A normal quasar as part of an unusual ULIRG" av Jahnke et al.).

Forskerteamet består av David Elbaz (Service d’Astrophysique, CEA Saclay, Frankrike), Knud Jahnke (Max Planck Institute for Astronomy, Heidelberg, Tyskland), Eric Pantin (Service d’Astrophysique, CEA Saclay, Frankrike), Damien Le Borgne (Paris University 6 og CNRS, Institut d'Astrophysique de Paris, Frankrike) og Géraldine Letawe (Institut d'Astrophysique et de Géophysique, Université de Liège, Belgia).

ESO, European Southern Observatory, er den fremste mellomstatlige astronomiorganisasjonen i Europa og verdens mest produktive astronomiske observatorium. Organisasjonen er finansiert av 14 land: Belgia, Danmark, England, Finland, Frankrike, Italia, Nederland, Portugal, Spania, Sveits, Sverige, Tsjekkia, Tyskland og Østerrike. ESO har en ambisiøs dagsorden med fokus på design, bygging og drifting av effektive bakkebaserte observasjonsanlegg, der hovedmålet er å gjøre viktige vitenskapelige oppdagelser. ESO har også en ledende rolle i å fremme og organisere samarbeid innenfor astronomisk forskning. ESO driver tre unike, verdensledende observatorier i Chile: La Silla, Paranal og Chajnantor. Ved Paranal har ESO bygget Very Large Telescope, verdens mest avanserte astronomiske observatorium for synlig lys. ESO er den europeiske partner i et revolusjonerende teleskop kalt ALMA, nåtidens største astronomiprosjekt. ESO planlegger for tiden et såkalt ekstremt stort optisk/nær-infrarødt teleskop som har fått betegnelsen E-ELT: European Extremely Large Telescope. Med en speildiameter på 42 meter vil dette bli det største "øye" i verden som skuler opp på himmelen.

Linker

Kontakter

Andreas O. Jaunsen
Oslo, Norge
Mob.: +47 99 59 88 00
E-post: ajaunsen@astro.uio.no

Jan-Erik Ovaldsen
Oslo, Norge
E-post: j.e.ovaldsen@astro.uio.no

David Elbaz
CEA, Saclay
France
Tlf.: +33 (0)1 69 08 54 39
E-post: delbaz@cea.fr

Knud Jahnke
Max Planck Institute for Astronomy
Heidelberg Tlf.: +49 6221 528 398
E-post: jahnke@mpia-hd.mpg.de

Dette er en oversettelse av ESOs pressemelding eso0946 i regi av ESON, et nettverk av personer i ESOs medlemsland (samt noen utenfor ESO, som Norge) som fungerer som lokale mediekontakter i forbindelse med pressemeldinger og andre nyheter fra ESO. Norske kontakter er Jan-Erik Ovaldsen og Andreas O. Jaunsen. Pressemeldingen er oversatt av JEO.
Bookmark and Share

Om pressemeldingen

Pressemld. nr.:eso0946no
Facility:Very Large Telescope
Science data:2009ApJ...700.1820J
2009A&A...507.1359E

Bilder

Black hole zapping a galaxy into existence
Black hole zapping a galaxy into existence
kun på engelsk
Revisiting the quasar without a home
Revisiting the quasar without a home
kun på engelsk

Videoer

How do quasars get dressed?
How do quasars get dressed?
kun på engelsk

Se også