Et relativt lille sort hul producerer utroligt kraftige jetfly, mens det skaber en enorm boble af varm gas. Men det mest usædvanlige træk ved dette bemærkelsesværdige sorte hul er ikke dets energiproduktion, men hvordan det udsender energi.
”Energiproduktionen er imponerende, men kan sammenlignes med røntgenlysets lysstyrke fra såkaldte Ultraluminøse røntgenkilder,” sagde Manfred Pakull, hovedforfatter af et nyt papir, der blev offentliggjort i dag i Nature. ”Forestillingen om, at der findes kraftcentre, der genererer det meste af deres energi i form af jetfly (kinetisk energi) og ikke som stråling (fotoner), er temmelig ny.”
Det er kendt, at sorte huller frigiver en utrolig mængde energi, når de sluger stof, og som Pakull fortalte Space Magazine, var det tidligere antaget, at det meste af energien kom ud i form af stråling, overvejende røntgenstråler. Men dette nye gasblæsende sorte hul, kaldet S26, viser, at nogle sorte huller kan frigive mindst lige så meget energi, og måske meget mere, i form af kollimerede jetfly med hurtigt bevægende partikler.
"Dette sorte hul er kun et par solmasser, men er en rigtig miniatyrversion af de mest kraftfulde kvasarer og radiogalakser," sagde Pakull, "som indeholder sorte huller med masser på et par millioner gange solen."
Dette objekt er en mikroquasar, som dannes af to objekter - enten en hvid dværg, neutronstjerne eller et sort hul sammen med en ledsagerstjerne. Røntgenstrålerne produceres af stof, der falder fra den ene komponent til den anden, og kan producere stråler af højhastighedspartikler. De hurtige stråler smækker ind i den omgivende interstellare gas, opvarmer den og udløser en ekspanderende boble lavet af varm gas og ultrahurtige partikler, der kolliderer ved forskellige temperaturer.
Af de dusin mikrokasarer, der er fundet i Mælkevejen Galaxy, er de fleste af boblerne ret små - mindre end 10 lysår på tværs. Men denne er 1.000 lysår bred. Desuden er denne mikroquasar flere gange kraftigere end dem, der tidligere er set.
Ved hjælp af ESOs Very Large Telescope og NASAs Chandra røntgenteleskop Pakull og hans team var i stand til at observere de områder, hvor jetflyene smadrer ind i den interstellare gas omkring det sorte hul, og så, at boblen med varm gas oppustes med en hastighed på næsten en million kilometer i timen.
Jetstrålene er lige så imponerende, omkring 300 parsecs lange, og selvom kraftige jetfly er blevet set fra supermassive sorte huller, blev de antaget at være mindre hyppige i den mindre mikroquasar-sort. Denne nye opdagelse kan have astronomer, der kigger nærmere på andre mikroquasars.
”Længden af jetflyene i NGC 7793 er fantastisk sammenlignet med størrelsen på det sorte hul, hvorfra de lanceres,” sagde medforfatter Robert Soria. ”Hvis det sorte hul blev krympet til størrelsen af en fodboldkugle, ville hver jet strække sig fra Jorden til uden for Plutos bane.”
S26 ligger 12 millioner lysår væk i udkanten af spiralgalaksen NGC 7793. Fra boblens størrelse og ekspansionshastighed har astronomerne fundet, at jetaktiviteten skal have været i gang i mindst 200.000 år.
Med alt dette utrolige tempo, størrelse og aktivitet, hvad projicerer Pakull og hans team som fremtiden for denne mikroquasar?
”Ja, ekspansionshastigheden (275 km / s) er ret imponerende, men den vil falde med tiden,” fortalte Pakull til Space Magazine. ”Hvis det var meget lavere ved f.eks. 70 km / s, ville den chokede gas ikke udsende så meget optisk lys (for eksempel Balmer-serien med brint), og vi ville ikke have opdaget boblen. S26's fremtid afhænger af udviklingen af den centrale mikroquasar, der udsender jetflyene. Jeg forventer, at det kunne være aktiv i yderligere 100.000 til få millioner år. ”
Pakull sagde, at det er interessant at forestille sig, hvad der ville ske, hvis mikroqusaren pludselig holdt op med at udsende jetflyene. ”Så ville boblen ikke pludselig forsvinde, men lyse som før i endnu et par 100.000 år,” sagde han. "Det ligner en supernova-rest, omend med et 100 gange højere energiindhold."
Pakull tilføjede, at dette nye fund vil hjælpe astronomer med at forstå ligheden mellem små sorte huller, der er dannet af eksploderede stjerner og de supermassive sorte huller i centrum af galakser, og han håber, at dette arbejde vil stimulere mere teoretisk arbejde i, hvordan sorte huller producerer energi.
Kilder: ESO, e-mail-udveksling med Manfred Pakull.
