Hundreder af millioner lysår væk sidder et supermassivt sort hul i midten af en galakse-klynge ved navn Ophiuchus. Selvom sorte huller er kendt for at suge ind det omgivende materiale, udvises de undertiden materiale i jetfly. Dette sorte hul er stedet for en næsten ufattelig kraftig eksplosion, skabt, da en enorm mængde materiale blev udvist.
”På nogle måder svarer denne eksplosion til, hvordan udbruddet af Mt. St. Helens i 1980 rev med toppen af bjerget. ”
Simone Giantucci, hovedforfatter.
Ophiuchus-galakse klyngen er omkring 390 millioner lysår væk. I midten af klyngen er der en galakse med et supermassivt sort hul. Astronomer ved hjælp af data fra Chandra X-Ray Observatory og ESAs XMM Newton-rumfartøj så det sorte hul eksplosion. De brugte også radioobservationer fra Murchison Widefield Array (MWA) i Australien og Giant Metrewave Radioteleskop (GMRT) i Indien.
Holdet bag dette arbejde offentliggjorde deres resultater i The Astrophysical Journal. Deres papir er titlen "Opdagelse af en kæmpe radiofossil i Ophiuchus-galakse klyngen." Avisens hovedforfatter er Simona Giacintucci fra Naval Research Laboratory i Washington, DC.
”På nogle måder svarer denne eksplosion til, hvordan udbruddet af Mt. Helens i 1980 sprang toppen af bjerget, ”sagde hovedforfatter Giacintucci. "En vigtig forskel er, at du kunne passe femten Mælkevejen galakser i træk i krateret, dette udbrud stansede ind i klyngens varme gas."
Det hul, der er skabt af eksplosionen, kaldes en radiofossil. Det er skåret ud af rummet ved stråler eller bjælker af superopvarmet materiale, der eksploderer ud af det sorte hul og kolliderer med omgivende materiale. Disse jetfly er resultatet af, hvad astronomer kalder en aktiv galaktiske kerner, eller AGN, der udsendes af sorte huller, der "fodrer". I dette tilfælde blev det udskårne område først opdaget i Chandra-billeder af området som en usædvanlig buet kant. Det blev først rapporteret i et papir i 2016.
Forfatterne af det papir, spekulerede på, om et sort hul kunne have produceret denne buede kant, men diskonterede den idé og troede, at intet sort hul kunne være så magtfuldt. I det papir sagde de "Vi konkluderer, at denne funktion sandsynligvis skyldes gasdynamik forbundet med en fusion."
I denne nye artikel kom forfatterne til en anden konklusion. ”Det ser ud til at være en meget ældet fossil af det mest kraftfulde AGN-udbrud, der er set i enhver galakse-klynge.”
Mængden af energi i eksplosionen er svimlende. Den frigav fem gange mere energi end den forrige rekordholder og hundretusinder af gange mere end typiske klynger.
Et kors i den mærkede version viser, hvor den centrale galakse er placeret. Den koldeste og tætteste gas er placeret omkring 6500 lysår væk fra den centrale galakse. På dette billede svarer det til et område, der er mindre end korset, der bruges til at lokalisere den centrale galakse, og kilden til eksplosionen. Det, der er interessant, er, at hvis gassen flyttede sig så langt fra kilden, ville det kildesorte hul blive frataget brændstof til dens vækst. Det ville til gengæld stoppe jetflyene.
I henhold til dette nye papir er det nøjagtigt, hvad der er sket. "AGN er i øjeblikket sultet af at tilføje kølig gas, fordi toppen af gastætheden fortrænges af kerneskråning," siger forfatterne. ”Selve sloshing kunne have været modregnet ved denne ekstraordinære eksplosion, hvis den havde fundet sted i en asymmetrisk gaskerne. Denne dinosaur kan være et tidligt eksempel på en ny klasse af kilder, der skal afdækkes af lavfrekvente undersøgelser af galakse-klynger. ”
Astronomer bruger udtrykket “sloshing” for at beskrive forskydningen af gassen. Det ligner en væske, der skubber rundt i en container. Sloshing udløses normalt af to galakse-klynger, der smelter sammen, men astronomer mener, at eksplosionen i dette tilfælde kunne have forårsaget den.
Mens det forrige papir i 2016 udelukkende var baseret på Chandra røntgendata, brugte det nye papir røntgendata fra ESAs XMM Newton til at få øje på den usædvanlige buede funktion og bekræfte dem. De brugte også radiodata fra to observatorier til yderligere at undersøge regionen. Disse data bekræftede, at den buede kant faktisk er kanten af et gigantisk radiofossilt hul. Nøglen til dette er radioemissionerne uden for hullet, som blev accelereret til næsten relativistiske hastigheder. En fusion kunne ikke gøre det; kun en massiv eksplosion af materiale kunne.
"Radiodataene passer inde i røntgenstrålene som en hånd i en handske," sagde medforfatter Maxim Markevitch fra NASA's Goddard Space Flight Center i Greenbelt, Maryland. ”Dette er klinikken, der fortæller, at der opstod en udbrud af enestående størrelse her.”
Udbruddet er i fortiden nu, og astronomer kan ikke se noget bevis for fortsat AGN-aktivitet fra det sorte hul. Det stemmer overens med de data, der viser det sorte hul inde i en enorm boble af sin egen skabelse.
”Som det ofte er tilfældet i astrofysik, har vi virkelig brug for observationer med flere bølgelængder for virkelig at forstå de fysiske processer på arbejdet,” sagde Melanie Johnston-Hollitt, en medforfatter fra International Center for Radio Astronomy i Australien. "At have den kombinerede information fra røntgen- og radioteleskoper har afsløret denne ekstraordinære kilde, men der kræves flere data for at besvare de mange resterende spørgsmål, som dette objekt stiller."
Mere:
- Pressemeddelelse: Record-Breaking Explosion af Black Hole Spotted
- Space Magazine: Hvad er aktive galaktiske kerner?
- Forskningsartikel: Opdagelse af en kæmpe radiofossil i Ophiuchus-galakse klyngen
