Pressmeddelande

Söndersliten av ett svart hål

VLT tittar på när ett gasmoln passerar monstret i mitten av Vintergatan

17 juli 2013

Nya observationer med ESO:s Very Large Telescope visar för första gången ett gasmoln som dras sönder av det supertunga svarta hålet i Vintergatans mitt. Molnet är nu så utdraget att dess främre del redan har passerat förbi det svarta hålet och färdas iväg från det med en hastighet större än 10 miljoner kilometer i timmen, medan dess svans fortfarande faller emot det.

2011 användes ESO:s Very Large Telescope (VLT) för att upptäcka ett gasmoln, med många gånger större massa än jorden, som accelererar mot det svarta hålet i mitten av Vintergatan (eso1151) [1]. Molnet är nu på sitt närmaste avstånd från det svarta hålet och nya observationer med VLT visar att det håller på att dras ut av det svarta hålets extremt starka gravitationsfält.

Stefan Gillessen vid Max Planck institutet för utomjordisk fysik i Garching, Tyskland, ledde observationsteamet [2].

– Gasen vid molnets huvud är nu utsträckt över mer än 160 miljarder kilometer omkring sin bana kring det svarta hålet. Och dess närmsta avstånd från det svarta hålet är bara lite mer än 25 miljarder kilometer - det är precis att det undgår att falla in i hålet. Molnet är så utsträckt att dess närmsta passage inte är en enda händelse utan istället en process över en period av åtminstone ett år.

När gasmolnet sträcks ut blir det tunnare och svårare att se. Men genom att studera området nära det svarta hålet i över mer än 20 timmars total exponeringstid med instrumentet SINFONI på VLT – den djupaste exponeringen av det här området någonsin med en tredimensionell spektrograf [3] – kunde teamet mäta hastigheterna vid olika delar av molnet när det rör sig nära det svarta hålet [4]. 

Reinhard Genzel leder forskningsgruppen som har studerat det här området i mitten av Vintergatan i nästan 20 år:

– Det mest spännande som vi ser i de nya observationerna är att molnets huvud kommer tillbaka mot oss med hastigheten 10 miljoner km/h längs sitt bana – ungefär 1% av ljusets hastighet. Det betyder att molnets främre del redan har passerat det svarta hålet.

Gasmolnets ursprung är fortfarande ett mysterium, även om det finns en mängd ideer [5]. De nya observationerna begränsar möjligheterna.  

Stefan Gillessen avslutar:

– Precis som en oturlig astronaut i en science fiction film ser vi att molnet nu sträcks ut så mycket att det börjar likna spagetti. Det betyder att det antagligen inte har en stjärna inom sig. För tillfället tror vi att gasen antagligen har sitt ursprung i stjärnor som vi ser kretsa kring det svarta hålet.

Höjdpunkten hos denna unika händelse pågår just nu och följs noga av astronomer över hela världen. Denna intensiva observationskampanj kommer ge en mängd data, inte bara om gasmolnet [6], utan också om området nära det svarta hålet som inte kunnat studeras tidigare, samt effekten av superstark gravitation.

Noter

[1] Det svarta hålet i mitten av Vintergatans uppskattas ha en massa ungefär fyra miljoner gånger större än solens. Det kallas formellt för Sgr A* (Sagittarius A stjärna). Det är med råge vårt närmsta supertunga svarta hål och är därför perfekt för att detaljstudera svarta hål. Studien av det supertunga svarta hålet i mitten av vår galax och dess omgivning rankas som nummer ett i listan över ESO:s topp tio astronomiska upptäckter.  

[2] När molnet är som närmast det svarta hålet är avståndet fem gånger större än planeten Neptunus avstånd från solen. Detta är alldeles för nära ett svart hål fyra miljoner gånger mer massivt än solen för att känna sig säker! 

[3] I en tredimensionell spektrograf sprids ljuset som registreras i varje pixel ut i sina olika färger, så att spektra tas i varje pixel. Dessa spektra kan sedan analyseras individuellt och användas för att skapa kartor  över hastigheterna och de kemiska egenskaperna hos varje del av objektet, till exempel. 

[4] Teamet hoppas också se bevis för hur det snabba gasmolnet växelverkar med annan gas som omger det svarta hålet. Än så länge har man inte hittat något, men ytterligare observationer är planerade för att leta efter sådana effekter.  

[5] Astronomer tror att gasmolnet kan ha skapats från stjärnvindar från stjärnorna som kretsar kring det svarta hålet. En annan möjlighet är en jetstråle från det galaktiska centret. Eller att det finns en stjärna inuti molnet. I det fallet skulle gasen antingen kunna komma från den möjliga stjärnans vind, eller från en skiva av gas och stoft omkring stjärnan. 

[6] När denna passage i Vintergatans mitt fortsätter, förväntar sig astronomer att se gasmolnets utveckling från att påverkas endast av gravitations och tidvattenkrafter, till mer komplex turbulenta hydrodynamiska krafter.

Mer information

Resultaten presenteras i artikeln “Pericenter passage of the gas cloud G2 in the Galactic Center” av S. Gillessen m. fl., som publiceras i tidskriften Astrophysical Journal.

Teamet består av S. Gillessen (Max Planck institutet för utomjordisk fysik, Garching, Tyskland [MPE]), R. Genzel (MPE; Institutionen för fysik och astronomi, University of California, Berkeley, USA), T. K. Fritz (MPE), F. Eisenhauer (MPE), O. Pfuhl (MPE), T. Ott (MPE), M. Schartmann (Universitätssternwarte der Ludwig-Maximilians-Universität, Munchen, Tyskland [USM]; MPE), A. Ballone (USM; MPE) and A. Burkert (USM; 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 det europeiska extremt stora 39 metersteleskopet för synligt och infrarött ljus, E-ELT. Det kommer att bli ”världens största öga mot himlen”.

Länkar

• Forskningsartikeln
• Bilder på VLT
• MPE:s websida om det galaktiska centret

Kontakter

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

Reinhard Genzel
Max Planck Institute for Extraterrestrial Physics
Garching bei München, 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
E-post: rhook@eso.org

Johan Warell (Presskontakt för Sverige)
ESO:s nätverk för vetenskaplig kommunikation
Skurup, Sverige
Tel: +46-706-494731
E-post: eson-sweden@eso.org

Connect with ESO on social media

Detta är den översatta versionen av ESO:s pressmeddelande eso1332 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.