Pressmeddelande

Astronomer ser ett massivt svart hål vakna upp i realtid

18 juni 2024, Skurup

I slutet av 2019 började den oansenliga galaxen SDSS1335+0728 plötsligt att bli ljusare än någonsin tidigare. För att förstå varför har astronomer använt data från flera rymd- och markbaserade observatorier, inklusive Europeiska sydobservatoriets Very Large Telescope (ESO:s VLT), för att följa hur galaxens ljusstyrka har varierat. I en artikel som publiceras i dag drar astronomerna slutsatsen att de bevittnar förändringar som aldrig tidigare har setts i en galax, och som sannolikt orsakas av att det massiva svarta hålet i galaxens kärna plötsligt har vaknat upp.

"Föreställ dig att du har observerat en avlägsen galax i flera år, som alltid har varit lugn och inaktiv", säger Paula Sánchez Sáez, astronom vid ESO i Tyskland och huvudförfattare till artikeln som har accepterats för publicering i Astronomy & Astrophysics. "Plötsligt börjar dess kärna visa dramatiska förändringar i ljusstyrka, olikt alla tidigare observerade händelser." Detta är vad som hände med SDSS1335+0728, som efter dess dramatiska ljusnande i december 2019 [1] nu anses ha en "aktiv galaktisk kärna" (AGN) - ett ljust kompakt område som drivs av ett massivt svart hål.

Vissa fenomen, som supernovaexplosioner eller stjärnor som kommer för nära ett svart hål och slits sönder, kan få galaxer att plötsligt lysa upp. Men dessa ljusstyrkevariationer varar vanligtvis bara några tiotals eller som mest några hundra dygn. SDSS1335+0728 blir än i dag allt ljusare, mer än fyra år efter att den först aktiverades. Dessutom är variationerna i galaxen, som ligger 300 miljoner ljusår bort i stjärnbilden Jungfrun, olika alla tidigare observerade fenomen vilket indikerar att orsaken är något annat.

Forskargruppen försökte förstå dessa ljusstyrkevariationer med hjälp av en kombination av arkivdata och nya observationer från flera anläggningar, inklusive instrumentet X-shooter på ESO:s VLT i Chiles Atacamaöken [2]. Genom att jämföra data som tagits innan och efter december 2019 fann de att SDSS1335+0728 nu utstrålar betydligt mer ljus i ultravioletta, optiska och infraröda våglängder. Galaxen började också sända ut röntgenstrålning i februari 2024. "Detta beteende har vi aldrig sett tidigare", säger Sánchez Sáez, som också är knuten till Millennium Institute of Astrophysics (MAS) i Chile.

"Den mest troliga förklaringen av detta fenomen är att vi ser hur kärnan i galaxen börjar visa (...) aktivitet", säger medförfattaren Lorena Hernández García vid MAS och University of Valparaíso i Chile. "Om så är fallet skulle det här vara första gången som vi ser aktiveringen av ett massivt svart hål i realtid."

Massiva svarta hål - med massor över hundra tusen gånger solens massa - finns i centrum av de flesta galaxer, inklusive Vintergatan. "Dessa jättemonster är vanligtvis inaktiva och inte direkt synliga", förklarar medförfattaren Claudio Ricci vid Diego Portales University, också i Chile. "I fallet med SDSS1335+0728 kunde vi observera uppvaknandet av det massiva svarta hålet, som plötsligt började dra till sig gas från sin omgivning och bli mycket ljus."

"Denna process (...) har aldrig observerats tidigare", säger Hernández García. Tidigare studier har beskrit inaktiva galaxer som blivit aktiva efter flera år, men detta är första gången själva processen - uppvaknandet av det svarta hålet - har observerats i realtid. Ricci, som också är knuten till Kavli Institute for Astronomy and Astrophysics vid Peking University i Kina, tillägger: "Detta är något som kan ske även med vårt eget Sgr A*, det massiva svarta hålet i centrum av vår galax", men det är oklart hur troligt det är att detta händer.

Ytterligare observationer behövs för att utesluta alternativa förklaringar till det observerade fenomenet. En annan möjlighet är att vi ser en stjärna som slits sönder ovanligt långsamt av tidvattenkrafter, eller till och med ett nytt fenomen. Om det i själva verket är en stjärna som slits sönder skulle detta vara det längsta och minst energirika fenomenet av detta slag som någonsin observerats. "Oavsett orsaken till variationerna ger denna galax värdefull information om hur svarta hål växer och utvecklas", säger Sánchez Sáez. "Vi förväntar oss att instrument som MUSE på VLT eller instrumenten på det kommande Extremely Large Telescope (ELT) kommer hjälpa oss att förstå varför galaxen ljusnar."

Noter

[1] De ovanliga ljusstyrkevariationerna hos galaxen SDSS1335+0728 upptäcktes av Zwicky Transient Facility (ZTF-teleskopet) i USA. Därefter klassificerade den chilensk-ledda automatiska klassifikationsrutinen ALeRCE (Automatic Learning for the Rapid Classification of Events) SDSS1335+0728 som en aktiv galaktisk kärna.

 

[2] Forskargruppen samlade in arkivdata från NASA:s Wide-field Infrared Survey Explorer (WISE), NASA:s Galaxy Evolution Explorer (GALEX), Two Micron All Sky Survey (2MASS), Sloan Digital Sky Survey (SDSS) och eROSITA-instrumentet på rymdobservatoriet Spektr-RG som drivs av IKI och DLR. Uppföljningsobservationer utfördes även med Southern Astrophysical Research Telescope (SOAR), W. M. Keck Observatory, NASA:s Neil Gehrels Swift Observatory och NASA:s Chandra X-ray Observatory.

Mer information

Forskningsresultaten presenteras i artikeln “SDSS1335+0728: The awakening of a ∼ 106M⊙ black hole” i tidskriften Astronomy & Astrophysics.

 

Forskarlaget utgörs av P. Sánchez-Sáez (European Southern Observatory, Garching, Tyskland [ESO] och Millenium Institute of Astrophysics, Chile [MAS]), L. Hernández-García (MAS och Instituto de Física y Astronomía, Universidad de Valparaíso, Chile [IFA-UV]), S. Bernal (IFA-UV och Millennium Nucleus on Transversal Research and Technology to Explore Supermassive Black Holes, Chile [TITANS]), A. Bayo (ESO), G. Calistro Rivera (ESO), F. E. Bauer (Instituto de Astrofísica, Pontificia Universidad Católica de Chile, Chile; Centro de Astroingeniería, Pontificia Universidad Católica de Chile, Chile; MAS; och Space Science Institute, USA), C. Ricci (Instituto de Estudios Astrofísicos, Universidad Diego Portales, Chile [UDP] och Kavli Institute for Astronomy and Astrophysics, Kina), A. Merloni (Max-Planck-Institut für Extraterrestrische Physik, Tyskland [MPE]), M. J. Graham (California Institute of Technology, USA), R. Cartier (Gemini Observatory, NSF National Optical-Infrared Astronomy Research Laboratory, Chile, och UDP), P. Arévalo (IFA-UV och TITANS), R.J. Assel (UDP), A. Concas (ESO och INAF - Osservatorio Astrofisico di Arcetri, Italien), D. Homan (Leibniz-Institut für Astrophysik Potsdam, Tyskland [AIP]), M. Krumpe (AIP), P. Lira (Departamento de Astronomía, Universidad de Chile, Chile [UChile], och TITANS), A. Malyali (MPE), M. L. Martínez-Aldama (Astronomy Department, Universidad de Concepción, Chile), A. M. Muñoz Arancibia (MAS och Center for Mathematical Modeling, University of Chile, Chile [CMM-UChile]), A. Rau (MPE), G. Bruni (INAF - Institute for Space Astrophysics and Planetology, Italien), F. Förster (Data and Artificial Intelligence Initiative, University of Chile, Chile; MAS; CMM-UChile; och UChile), M. Pavez-Herrera (MAS), D. Tubín-Arenas (AIP) samt M. Brightman (Cahill Center for Astrophysics, California Institute of Technology, USA).

 

Europeiska sydobservatoriet (ESO) möjliggör för astronomer världen över att utforska universums mysterier. Vi designar, konstruerar och driver markbaserade observatorier av yppersta världsklass – som astronomer använder för att besvara spännande och utmanande frågor och för att sprida astronomisk kunskap – och driver internationella samarbeten inom astronomin. ESO startade som en mellanstatlig organisation 1962 och har i dag 16 medlemsländer (Belgien, Danmark, Finland, Frankrike, Irland, Italien, Nederländerna, Polen, Portugal, Schweiz, Spanien, Storbritannien, Sverige, Tjeckien, Tyskland och Österrike), tillsammans med Chile som värdland och Australien som en strategisk partner. ESO:s högkvarter och besökscenter med planetarium, ESO Supernova, ligger nära München i Tyskland, medan teleskopen är placerade i Atacamaöknen i Chile, en unik plats för astronomiska observationer. ESO driver tre observatorier i Chile: La Silla, Paranal och Chajnantor. Vid Paranal finns Very Large Telescope och Very Large Telescope Interferometer, liksom kartläggningsteleskop som VISTA. Vid Paranal kommer även ESO att placera och driva Cherenkov Telescope Array South, världens största och känsligaste gammastrålningsteleskop. Tillsammans med internationella partners driver ESO de två anläggningarna APEX och ALMA på Chajnantorplatån som observerar himlen i millimeter- och submillimetervåglängder. Vid Cerro Armazones, nära Paranal, bygger vi för närvarande ESO:s Extremely Large Telescope, ”världens största öga mot himlen”. Från kontoret i Santiago, Chile, stödjer vi verksamheten i landet och samverkar med det chilenska samhället och våra samarbetspartners.

 

Länkar

• Forskningsartikel
• Foton på VLT
• Läs mer om ESO:s Extremely Large Telescope på vår dedikerade webbplats och i vårt pressmaterial
• För journalister: Prenumerera på pressmeddelanden under embargo på svenska
• För astronomer: Berätta om din forskning!

 

Kontakter

Paula Sánchez Sáez
European Southern Observatory (ESO)
Garching bei München, Germany
Tel: +49 89 3200 6580
E-post: Paula.SanchezSaez@eso.org

Lorena Hernández García
Millennium Institute of Astrophysics (MAS)
Santiago, Chile
E-post: lorena.hernandez@uv.cl

Claudio Ricci
Diego Portales University
Santiago, Chile
E-post: claudio.ricci@mail.udp.cl

Bárbara Ferreira
ESO Media Manager
Garching bei München, Germany
Tel: +49 89 3200 6670
Mobil: +49 151 241 664 00
E-post: press@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 eso2409 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.