Pressemeddelelse

Sultende Sort Hul sender strålende galakse til tælling

15. september 2016

Et supertungt sort hul oplever dårlige tider, fordi det ikke længere får nok foder til at lyse. Det er forklaringen på, at et sort hul i en fjern galakse viser et underligt skift i sin opførsel. Det er et internationalt hold af astronomer, som har fundet løsningen. De har arbejdet dels med ESOs Very Large Telescope, dels med Hubble Rumteleskopet, og dels med NASAs Chandra röntgenteleskopsatellit.

Centeret af mange galakser lyser meget klart, fordi et supertungt sort hul derinde leverer energien til den voldsomme stråling. Disse "aktive galakser" er blandt de klarest lysende objekter i Universet. Forskerne mener, at den kraftige stråling opstår når materiale opvarmes til høje temperaturer på vejen til at blive slugt af det sorte hul - den proces, som på engelsk kaldes 'accretion'; indfangning. Fra den ene aktive galakse til den anden kan lysets sammensætning være meget forskelligt, så astronomerne opdeler dem i forskellige typer på grundlag af strålingen[1].

Nogle af de aktive galakser ændrer sig dramatisk; somme tider i løbet af blot 10 år - og det er bare et øjeblik i astronomisk sammenhæng. Det særlige ved den galakse, som den nye videnskabelige artikel handler om, er, at den for anden gang har skiftet type i løbet af de sidste fem år. Galaksen, Markarian 1018, er vendt tilbage til den typeklassificering, som den oprindeligt havde. Det er kun en håndfuld galakser, som indtil nu har vist sådan en frem-og-tilbage opførsel, og forløbet er aldrig før blevet fulgt i så stor detalje.

Det var et tilfælde, at Markarian 1018s flygtige natur blev opdaget. Det var i forbindelse med et samarbejdsprojekt imellem ESO og andre organisationer, Close AGN Reference Survey (CARS), hvor formålet var et samle oplysninger om 40 af de nærmeste galakser. Helt rutinemæssigt blev galaksen observeret med instrumentet MUSE (Multi-Unit Spectroscopic Explorer), som er monteret på ESOs Very Large Telescope, og så blev den overraskende ændring i lyset fra Markarian 1018 bemærket. Dens afstand er omkring 600 millioner lysår.

"Vi var nærmest lammede over at se en så dramatisk og sjælden ændring i Markarian 1018", sagde Rebecca McElroy, som er hovedforfatter til artiklen, og PhD studerende ved University of Sydney and the ARC Centre of Excellence for All Sky Astrophysics (CAASTRO).

Det var et stort held, at galaksen blev observeret så kort tid efter, at den begyndte af fade. Det gav en uventet mulighed for at finde ud af, hvad det er, der sker i disse galakser, forklarer Bernd Husemann, som er projektleder for CARS og hovedforfatter til den anden af to artikler om opdagelsen: "Vi var heldige at kunne se forløbet bare 3-4 år efter at faldet i lysstyrken startede, så vi kunne få en hel observationskampagne op at stå i god tid til at studere detaljerne. Denne form for fysik, hvor stof falder ind i aktive galaksekerne kan ikke studeres på andre måder."

Forskerholdet havde held til at få rigtig meget ud af den sjældne chance. De gjorde det til første prioritet at finde ud af, hvad det var, der fik lysstyrken for Markarian 1018 til at variere så drastisk. Der var mulighed for flere forskellige astrofysiske forklaringer, men astronomerne fik udelukket muligheden af, at det var en enkelt stjerne, som var trukket ind i det sorte hul[2], og det viste sig tvivlsomt, om årsagen kunne være, at gas imellem galaksekernen og os kom i vejen for lyset[3]. Efter den første observationrunde forblev den virkelige årsag uforklaret.

Forskerne fik observationstid på NASAs to rumteleskoper Hubble og Chandra X-ray Observatory, og det gav flere og nye data, som gjorde, at problemet kunne opklares. Det sorte hul mister sit lys fordi det sulter! Der falder ikke nok materiale ind i det sorte hul.

"Det er muligt, at noget forstyrrer indfaldet af brændstof, så det sorte hul sulter", sagde Rebecca McElroy. "En af de spændende muligheder er, at det kan skyldes vekselvirkning med et andet supertungt sort hul". I Markarian 1018 er det en mulig forklaring, at der er to sorte huller, fordi galaksen er resultatet af to større galakser, som er stødt sammen. Hver af dem har sandsynligvis oprindeligt indeholdt et supertungt sort hul i centeret.

Arbejdet fortsætter, for at afsløre hvad det er, der får aktive galakser af samme type som Markarian 1018 til at ændre sig. "Holdet var nødt til at arbejde meget hurtigt for at kunne finde ud af, hvad det var, der fik Markarian 1018 til igen at dumpe ned i mørket," kommenterer Bernd Husemann. "Nu følger vi op med ESOs teleskoper og med andre instrumenter, så vi kan gå i dybden med studiet af sultne sorte huller og aktive galakser, som ændrer sig."

Noter

[1] De klareste af de aktive galakser er kvasarerne, hvor den klare kerne skinner klarere end hele resten af galaksen. Den næste, ikke helt så ekstreme type er Seyfertgalakserne. Oprindeligt skelnede man kun imellem to typer Seyfertgalakser, Type 1 og Type 2. Det var baseret på sammenligninger af galaksernes lysstyrker og emissionsspektrer - lysstyrken fordelt over forskellige bølgelængder. Nu er der indført flere typer, for eksempel en benævnt Type 1,9. Markarian 1018 blev oprindeligt klassificeret som type 1,9, og den er nu vendt tilbage til samme klassifikation.

[2] Når en stjerne kommer for tæt til det sorte hul bliver den flået istykker af de ekstreme tidevandskræfter. Det giver en pludselig stigning i centralområdets lysstyrke, og stigningen toner så væk i løbet af nogle år. Den profil passer ikke til det, som er observeret ved Markarian 1018.

[3] Gasarter kan komme i vejen og skygge for galaksekernens lys ligesom tåge foran en bils lygter. Det kan også ændre galaksens spektrum, og dermed kan galaksens type blive fejlfortolket.

Mere information

Forskningsresultaterne her bliver offentliggjort som to artikler med titlerne “Mrk 1018 returns to the shadows after 30 years as a Seyfert 1” og “What is causing Mrk 1018’s return to the shadows after 30 years?”. Begge findes som Letters i tidsskriftet Astronomy & Astrophysics.

Forskerholdet består af B. Husemann (ESO, Garching, Tyskland), T. Urrutia (Leibniz-Institut für Astrophysik Potsdam, Potsdam, Tyskland), G. R. Tremblay (Yale Center for Astronomy and Astrophysics, New Haven, USA), M. Krumpe (Leibniz-Institut für Astrophysik Potsdam, Potsdam, Tyskland), J. Dexter (Max-Planck-Institut für extraterrestrische Physik, Garching, Tyskland), V. N. Bennert (Physics Department, California Polytechnic State University, USA), G. Busch (I. Physikalisches Institut, Universität zu Köln, Tyskland), F. Combes (LERMA, Observatoire de Paris, Frankrig), S. M. Croom (Sydney Institute for Astronomy, Sydney, Australien & ARC Centre of Excellence for All-sky Astrophysics), T. A. Davis (School of Physics & Astronomy, Cardiff University, UK), A. Eckart (I. Physikalisches Institut Universität zu Köln, Tyskland; Max-Planck-Institut für Radioastronomie, Bonn, Tyskland), R. E. McElroy (Sydney Institute for Astronomy, Sydney, Australien & ARC Centre of Excellence for All-sky Astrophysics), M. Pérez-Torres (Instituto de Astrofísica de Andalucía, Granada, Spanien), M. Powell (Yale Center for Astronomy and Astrophysics, New Haven, USA) and J. Scharwächter (Gemini Observatory, Northern Operations Center, Hawaii, USA).

ESO er den fremmeste fællesnationale astronomiorganisation i Europa, og verdens langt mest produktive jordbaserede astronomiske observatorium. 16 lande er med i ESO: Belgien, Brazilien, Danmark, Finland, Frankrig, Italien, Nederlandene, Polen, Portugal, Spanien, Sverige, Schweiz, Storbritannien, Tjekkiet, Tyskland og Østrig, og desuden værtsnationen Chile. ESO har et ambitiøst program, som gør det muligt for astronomer at gøre vigtige videnskabelige opdagelser. Programmet har focus på design, konstruktion og drift af stærke jordbaserede observatorier. Desuden har ESO en ledende rolle i formidling og organisering af samarbejde omkring astronomisk forskning. ESO driver tre enestående observatorier i verdensklasse i Chile: La Silla, Paranal og Chajnantor. På Paranal driver ESO VLT, Very Large Telescope, som er verdens mest avancerede observatorium for synligt lys, samt to oversigtsteleskoper. VISTA, som observerer i infrarødt, er verdens største oversigtsteleskop, og VLT Survey Teleskopet er det største teleskop bygget til at overvåge himlen i synligt lys. ESO er en af de største partnere i ALMA, som er det største eksisterende astronomiprojekt. For tiden bygges E-ELT, et 39 m optisk og nærinfrarødt teleskop på Cerro Armazones, tæt ved Paranal. Det bliver "verdens største himmeløje".

Links

• De originale forskningsartikler
• Fotos af VLT
• CARS Survey

Kontakter

Bernd Husemann
European Southern Observatory
Garching bei München, Germany
Tel: +49 89 3200 6750
E-mail: bhuseman@eso.org

Rebecca McElroy
University of Sydney
Sydney, Australia
Tel: +61 421 882 513
E-mail: rebecca.mcelroy@sydney.edu.au

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

Ole J. Knudsen (Pressekontakt Danmark)
ESOs formidlingsnetværk og Aarhus Space Centre, Aarhus Universitet
Aarhus, Danmark
Tel: +45 8715 5597
E-mail: eson-denmark@eso.org

Connect with ESO on social media

Dette er en oversættelse af ESO pressemeddelelse eso1631 lavet af ESON - et netværk af personer i ESOs medlemslande, der er kontaktpunkter for medierne i forbindelse med ESO nyheder, pressemeddelelser mm.