Astronomer har længe mistænkt, at noget må stymie aktivt voksende sorte huller, fordi de fleste galakser i det lokale univers ikke har dem. Nu har Gemini-observatoriet erobret en galaktisk kontrol-og-balance - en storskala kvasarudstrømning i galaksen Markarian 231, der ser ud til at fratage et supermassivt sort hul sin kost af gas og støv.
Værket er et samarbejde mellem David Rupke fra Rhodes College i Tennessee og University of Marylands Sylvain Veilleux. Resultaterne offentliggøres i udgaven af 10. marts afThe Astrophysical Journal Letters.
Markarian 231 (12h56’14.23 ″ + 56d52’25.24 ″) ligger omkring 600 millioner lysår væk i retning af stjernebilledet Ursa Major. Selvom dens masse er usikker, antyder nogle estimater, at Mrk 231 har en masse i stjerner omkring tre gange mælkevejen, og dets centrale sorte hul estimeres at have en masse på mindst 10 millioner solmasser eller også ca. tre gange så af det supermassive sorte hul i Mælkevejen.
Teoretisk modellering peger specifikt på kvasarudstrømninger som modvægt til sort hulvækst. I det negative tilbagekoblingssløjfe, mens det sorte hul aktivt erhverver masse som en kvasar, transporterer udstrømmene energi og materiale og undertrykker yderligere vækst. Der var blevet observeret småskalaudstrømninger før, men ingen tilstrækkelig kraftige til at redegøre for dette forudsagte og grundlæggende aspekt af galakseudviklingen. Gemini-observationer giver det første klare bevis for udstrømme, der er kraftige nok til at understøtte den proces, der er nødvendig for at sulte det galaktiske sorte hul og slukke stjernedannelse ved at begrænse tilgængeligheden af nyt materiale.
Undersøgelsesforfatter Veilleux siger, at Mrk 231 er et ideelt laboratorium til at studere udstrømninger forårsaget af feedback fra supermassive sorte huller: ”Dette objekt er uden tvivl det nærmeste og bedste eksempel på, at vi kender en stor galakse i de sidste faser af en voldelig fusion og i processen med at kaste sin kokon og afsløre en meget energisk central quasar. Dette er virkelig et sidste gisp fra denne galakse; det sorte hul kaster sine næste måltider i glemmebogen! ” Så ekstrem som Mrk 231s spisevaner ser ud, tilføjer Veilleux, at de sandsynligvis ikke er unikke: ”Når vi ser dybt ud i rummet og tilbage i tiden, ses kvasarer som denne i stort antal, og alle af dem har måske været igennem kastebegivenheder som den, vi er vidne til i Mrk 231. ”
Selvom Mrk 231 er ekstremt godt studeret og kendt for sine kollimerede jetfly, udsatte Gemini-observationerne en bred udstrømning, der strækker sig i alle retninger i mindst 8.000 lysår omkring galakseens kerne. De resulterende data afslører gas (kendetegnet ved natrium, der absorberer gult lys), der strømmer væk fra galaksecentret med en hastighed på over 1.000 kilometer i sekundet. Ved denne hastighed kunne gassen gå fra New York til Los Angeles på cirka 4 sekunder. Denne udstrømning fjerner gas fra kernen i en voldsom hastighed - mere end 2,5 gange stjernedannelseshastigheden. De observerede hastigheder eliminerer stjerner som den mulige "motor", der brænder udstrømningen. Dette efterlader det sorte hul selv som den mest sandsynlige skyldige, og det kan let redegøre for den enorme krævede energi.
Den involverede energi er tilstrækkelig til at feje stof fra galaksen væk. Men "når vi siger, at galaksen sprænges fra hinanden, henviser vi kun til gassen og støvet i galaksen," bemærker Rupke. ”Galaksen er for det meste stjerner på dette tidspunkt i sit liv, og udstrømningen har ingen indflydelse på dem. Det afgørende er, at fyrværkeriet efter ny stjernedannelse og fodring af sort hul er ved at afslutte, sandsynligvis som et resultat af denne udstrømning. ”
Kilde: Gemini-pressemeddelelse. Papiret vises her. Se også nogle galaktiske fusionsanimationer, takket være Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics.
