Hubble-billede fra en prøve af 20 nærliggende kvasarer. Billedkredit: NASA / ESA / ESO Klik for større billede
Påvisningen af et supermassivt sort hul uden en massiv 'vært'-galakse er det overraskende resultat fra en stor Hubble- og VLT-undersøgelse af kvasarer.
Dette er den første overbevisende opdagelse af et sådant objekt. En spændende forklaring er, at værtsgalaksen næsten udelukkende er fremstillet af 'mørkt stof'.
Et team af europæiske astronomer har brugt to af de mest kraftfulde astronomiske faciliteter til rådighed, NASA / ESA Hubble-rumteleskopet og ESO Very Large Telescope (VLT) ved Cerro Paranal, for at opdage en lys kvasar uden en massiv værtsgalakse.
Kvasarer er kraftfulde og typisk meget fjern kilde til enorme mængder stråling. De er ofte forbundet med galakser, der indeholder et aktivt centralt sort hul.
Holdet gennemførte en detaljeret undersøgelse af 20 relativt nærliggende kvasarer. For 19 af dem fandt de som forventet, at disse supermassive sorte huller er omgivet af en værtsgalakse. Men da de studerede den lyse kvasar HE0450-2958, der ligger omkring 5000 millioner lysår væk, kunne de ikke finde bevis for en værtsgalakse.
Astronomerne antyder, at dette kan indikere et sjældent tilfælde af en kollision mellem en tilsyneladende normal spiral galakse og en 'eksotisk' genstand, der har et meget massivt sort hul.
Med masser, der er hundreder af millioner gange større end Solen, findes ofte supermassive sorte huller i centrum af de mest massive galakser, inklusive vores egen Mælkevej. Disse sorte huller manifesterer sig undertiden dramatisk ved at fortære stof, som de tyngdekraft sluger fra deres omgivelser.
Den bedst tilførte af disse objekter lyser som 'kvasarer' (står for 'kvasi-stjernet objekt', fordi de oprindeligt var blevet betragtet som stjerner).
Det sidste årti med observationer, stort set med Hubble-teleskopet, har vist, at kvasarer normalt er forbundet med massive værtsgalakser. At observere værtsgalaksen i en kvasar er imidlertid en udfordrende opgave, fordi kvasaren fuldstændig overskrider værten og maskerer galakens underliggende struktur.
For at overvinde dette problem udarbejdede astronomerne en ny og meget effektiv strategi. Ved at kombinere Hubbles ultra-skarpe billeder og spektroskopi fra ESOs VLT observerede de deres prøve på 20 kvasarer på samme tid som en referencestjerne. Stjernen fungerede som en referencetast lyskilde, der blev brugt til at adskille kvasarlyset fra ethvert muligt lys fra en underliggende galakse.
På trods af de anvendte innovative teknikker blev der ikke set nogen værtsgalakse omkring HE0450-2958. Dette betyder, at hvis der findes en værtsgalakse, skal den enten være mindst seks gange svagere end typiske værtsgalakser, eller have en radius mindre end ca. 300 lysår, dvs. 20 til 170 gange mindre end typiske værtsgalakser (som normalt har radier spænder fra ca. 6000 til 50 000 lysår).
”Med den kraftfulde kombination af Hubble og VLT er vi overbeviste om, at vi ville have været i stand til at opdage en normal værtsgalakse,” sagde Pierre Magain fra universitetet? de Li? ge, Belgien.
Astronomerne opdagede imidlertid en interessant mindre sky af gas omkring 2500 lysår i nærheden af kvasaren, som de kalder 'kloden'. VLT-observationer viser, at denne sky glødes, fordi den bades i den intense stråling, der kommer fra kvasaren, og ikke fra stjerner inde i skyen. Mest sandsynligt er det gassen fra denne sky, der fodrer det supermassive sorte hul og derved tillader det at blive en kvasar.
”Fraværet af en massiv værtsgalakse kombineret med eksistensen af kloden og den stjernedannende galakse får os til at tro, at vi har afsløret en rigtig eksotisk kvasar,” sagde Fr? Dicic Courbin of Ecole Polytechnique Federale de Lausanne, Schweiz.
”Der er ingen tvivl om, at en stigning i dannelsen af stjerner i ledsagergalaksen og selve kvasaren er antændt af en kollision, der måske har fundet sted for omkring 100 millioner år siden. Hvad der skete med den formodede quasar vært er stadig ukendt. ”
HE0450-2958 er en udfordrende sag. Astronomerne foreslår flere mulige forklaringer. Er vært galaksen blevet fuldstændig forstyrret som følge af kollisionen? Har et isoleret sort hul fanget gas, når han krydser en spiralgalakse disk? Dette ville kræve meget specielle forhold og ville sandsynligvis ikke have forårsaget en så enorm forstyrrelse af den nærliggende galakse, som det er observeret. Yderligere undersøgelser vil forhåbentlig afklare situationen.
En anden spændende hypotese er, at galaksen, der indeholdt det sorte hul, næsten udelukkende var lavet af 'mørkt stof'. Det kan være, at hvad der observeres er en normal fase i dannelsen af en massiv galakse, som i dette tilfælde har fundet sted flere 1000 millioner år senere end i de fleste andre.
Originalkilde: ESA Portal
