Kids

eso1327no — Pressemelding

Støvete overraskelse omkring gigantisk sort hull

20 June 2013

ESOs Very Large Telescope Interferometer har gjort de mest detaljerte observasjoner noensinne av støv rundt et enormt sort hull i midten av en aktiv galakse. Man ventet at alt støvet ville ligge i et smultringformet område rundt det sorte hullet, men astronomene oppdaget at det også finnes store mengder støv over og under denne regionen. Observasjonene viser at støv farer vekk fra det sorte hullet i form av en kald vind. Det er et overraskende funn, som utfordrer dagens teorier og lærer oss mer om hvordan supermassive sorte hull utvikler seg og vekselvirker med sine omgivelser.

I løpet av de siste tjue årene har astronomer bragt på det rene at nesten alle galakser har et gigantisk sort hull i midten. Enkelte av disse sorte hullene vokser ved å suge til seg materiale fra nabolaget sitt, noe som gir opphav til de mest energetiske objekter i universet, nemlig aktive galaksekjerner – på engelsk "active galactic nuclei" eller bare AGN. Sentralområdet i disse mektige kraftverkene omgis av en smultringformet region – en såkalt torus – med kosmisk støv [1]. Støvet dras inn fra omgivelsene, omtrent på samme måte som vann danner en virvel rundt avløpet i en vask. Man antok lenge at mesteparten av den sterke infrarøde strålingen som kommer fra AGN-er, stammet fra nettopp disse torusene.

Nye, unike observasjoner av en nærliggende aktiv galakse kalt NGC 3783 har imidlertid gitt et internasjonalt forskerteam en overraskelse. Selv om det varme støvet på rundt 700 til 1000 grader Celsius som ventet befant seg i en torus, kunne astronomene også påvise kolossale mengder kaldere støv over og under denne hovedtorusen [2]. Observasjonene ble utført med det kraftige VLTI-interferometeret (Very Large Telescope Interferometer) ved ESOs Paranal-observatorium i Chile [3].

"Dette er første gang vi har klart å kombinere detaljerte midt-infrarøde observasjoner av det kalde 'romtempererte' støvet omkring en AGN med like detaljerte observasjoner av det svært varme støvet," forteller hovedforfatteren av forskningsartikkelen, Sebastian Hönig (University of California Santa Barbara i USA og Christian-Albrechts-Universität zu Kiel i Tyskland). "De infrarøde interferometridataene er dessuten de mest omfattende som så langt er publisert for en AGN."

Det nyoppdagede støvet danner en kald vind som strømmer ut fra det sorte hullet. Vinden er nødt å spille en viktig rolle i det sammensatte forholdet mellom det sorte hullet og dets omgivelser. Det sorte hullet tilfredsstiller sin umettelige appetitt ved å fortære det omliggende materialet, men den intense strålingen dette produserer ser dog ut til å blåse vekk mye av det samme stoffet. Det er ennå uklart hvordan disse to prosessene virker sammen og gjør det mulig for supermassive sorte hull å vokse og utvikle seg i galaksekjernene. Sikkert er det derimot at en støvete vind representerer en ny brikke i dette puslespillet.

For å utforske kjerneområdet i NGC 3783 valgte astronomene å forene lyset fra de ulike enkeltteleskopene som ESOs Very Large Telescope består av. Ved å koble teleskopene sammen til et interferometer, oppnår man nemlig en oppløsning tilsvarende den man ville fått med et 130 meter stort teleskop.

"Ved å kombinere den store lyssamlende evnen til kjempespeilene på VLT-teleskopene med interferometriteknikken, er vi i stand til å observere lyssvake objekter med svært liten utstrekning på himmelen," forklarer teammedlem Gerd Weigelt (Max-Planck-Institut für Radioastronomie i Bonn i Ryskland). "I en galakse som ligger flere titalls millioner lysår unna, har vi med denne metoden kunnet studere en region på størrelse med avstanden fra Sola til vår nærmeste nabostjerne. Ingen andre optiske eller infrarøde instrumenter er per i dag i stand til dette."

De nye observasjonene kan føre til et paradigmeskifte i forståelsen av AGN-er, og er direkte bevis for at støv blir presset utover av den intense strålingen. Modeller av hvordan støvet er fordelt og hvordan supermassive sorte hull vokser og utvikler seg må heretter ta hensyn til denne nyoppdagede effekten.

"Jeg ser virkelig fram til MATISSE, som vil la oss kombinere lyset fra alle de fire VLT-teleskopene på en gang og dessuten observere på nær- og midt-infrarøde bølgelengder samtidig. Det vil gi oss enda mer detaljerte data," avslutter Hönig. MATISSE er et andregenerasjonsinstrument for VLTI og er for tiden under bygging.

Fotnoter

[1] Kosmisk støv består av silikater og grafitt – mineraler det finnes rikelig av også på Jorda. Sotet fra et stearinlys ligner mye på kosmisk grafittstøv, skjønt sotpartiklene er minst ti ganger større enn et gjennomsnittlig kosmisk grafittstøvkorn.

[2] Det varme støvet ble kartlagt med VLTIs AMBER-instrument på nær-infrarøde bølgelengder, mens observasjonene av det kaldere støvet som rapporteres her, ble utført med MIDI-instrumentet på midt-infrarøde bølgelengder (mellom 8 og 13 mikrometer).

[3] VLTI-interferometeret dannes ved å koble sammen to eller flere VLT-teleskoper. Man kan velge mellom fire 8,2 meter store hovedteleskoper (Unit Telescopes) og fire flyttbare 1,8 meter store hjelpeteleskoper (Auxiliary Telescopes). Interferometri er en teknikk der avanserte instrumenter kombinerer det innfangede lyset fra flere teleskoper. Selv om slike observasjoner vanligvis ikke resulterer i vanlige bilder, gjør teknikken det mulig å se utrolig små detaljer hos himmelobjektene. Oppløsningen er på linje med den man ville fått med et romteleskop med et hovedspeil på mer enn 100 meter i diameter.

Mer informasjon

Denne studien presenteres i en forskningsartikkel i Astrophysical Journal 20. juni 2013: "Dust in the Polar Region as a Major Contributor to the Infrared Emission of Active Galactic Nuclei" av S. Hönig et al.

Forskerteamet består av S. F. Hönig (University of California in Santa Barbara, USA [UCSB]; Christian-Albrechts-Universität zu Kiel, Tyskland), M. Kishimoto (Max-Planck-Institut für Radioastronomie, Bonn, Tyskland [MPIfR]), K. R. W. Tristram (MPIfR), M. A. Prieto (Instituto de Astrofísica de Canarias, Tenerife, Spania), P. Gandhi (Institute of Space and Astronautical Science, Kanawaga, Japan; University of Durham, Storbritannia), D. Asmus (MPIfR), R. Antonucci (UCSB), L. Burtscher (Max-Planck-Institut für extraterrestrische Physik, Garching, Tyskland), W. J. Duschl (Institut für Theoretische Physik und Astrophysik, Christian-Albrechts-Universität zu Kiel, Tyskland) og G. Weigelt (MPIfR). 

ESO, European Southern Observatory, er den fremste mellomstatlige astronomiorganisasjonen i Europa og verdens desidert mest produktive astronomiske observatorium. Organisasjonen er finansiert av 15 land: Belgia, Brasil, Danmark, Finland, Frankrike, Italia, Nederland, Portugal, Spania, Storbritannia, Sveits, Sverige, Tsjekkia, Tyskland og Østerrike. ESOs ambisiøse virksomhet fokuserer på design, bygging og drifting av effektive bakkebaserte observasjonsanlegg for å muliggjøre banebrytende vitenskapelige oppdagelser. ESO spiller 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 driver ESO Very Large Telescope, verdens mest avanserte astronomiske observatorium for synlig lys, og to såkalte kartleggingsteleskop. VISTA observerer i infrarødt og er verdens største kartleggingsteleskop, mens VLT Survey Telescope er det største teleskopet som er designet utelukkende for himmelkartlegginger i synlig lys. ESO er den europeiske partner i et revolusjonerende teleskop kalt ALMA, nåtidens største astronomiprosjekt. ESO planlegger for tiden et ekstremt stort optisk/nær-infrarødt teleskop som har fått betegnelsen E-ELT: European Extremely Large Telescope. Med en speildiameter på rundt 39 meter vil dette bli det største "øye" i verden som skuler opp på himmelen.

Linker

Kontakter

Jan-Erik Ovaldsen
Oslo, Norge
E-post: eson-norway@eso.org

Andreas O. Jaunsen
Oslo, Norge
E-post: eson-norway@eso.org

Sebastian Hönig
University of California Santa Barbara
USA
Tlf.: +49 431 880 4108
Mob.: +49 176 9995 0941
E-post: shoenig@physics.ucsb.edu

Poshak Gandhi
University of Durham
United Kingdom
E-post: poshak.gandhi@durham.ac.uk

Gerd Weigelt
Max-Planck-Institut für Radioastronomie
Bonn, Germany
E-post: weigelt@mpifr.de

Wolfgang Duschl
Christian-Albrechts-Universität zu Kiel
Kiel, Germany
E-post: wjd@astrophysik.uni-kiel.de

Richard Hook
ESO
Garching bei München, Germany
Tlf.: +49 89 3200 6655
Mob.: +49 151 1537 3591
E-post: rhook@eso.org

Dette er en oversettelse av ESOs pressemelding eso1327 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.:eso1327no
Navn:NGC 3783
Type:• Local Universe : Galaxy : Activity : AGN
• Local Universe : Galaxy : Component : Central Black Hole
Facility:Very Large Telescope Interferometer
Science data:2013ApJ...771...87H

Bilder

Kunstnerisk framstilling av omgivelsene til det supermassive sorte hullet i NGC 3783
Kunstnerisk framstilling av omgivelsene til det supermassive sorte hullet i NGC 3783
Vidvinkelbilde av himmelen rundt galaksen NGC 3783
Vidvinkelbilde av himmelen rundt galaksen NGC 3783
Posisjonen til den aktive galaksen NGC 3783 i stjernebildet Kentauren
Posisjonen til den aktive galaksen NGC 3783 i stjernebildet Kentauren

Videoer

Utstrømninger fra den aktive galaksen NGC 3783 (illustrasjon)
Utstrømninger fra den aktive galaksen NGC 3783 (illustrasjon)

Se også