En stråle af hvirvlende, kold, tæt gas i midten af en galakse - 70 millioner lysår fra Jorden - giver nye ledetråde til, hvordan supermassive sorte huller vokser.
Nærbillede af centrum af galaksen NGC 1377. I dette farvekodede billede bevæger rødlige gasskyer sig væk fra os, blålige skyer mod os i forhold til galakseens centrum. Billedet viser lys med bølgelængde omkring en millimeter fra molekyler af kulilte (CO). Via ALMA / ESO / NRAO / S. Aalto & F. Costagliola.
Astronomer har brugt ALMA-teleskopet i Chile til at observere en bemærkelsesværdig struktur i midten af galaksen NGC 1377, der ligger 70 millioner lysår fra Jorden i retning til stjernebilledet Eridanus-floden. Strålen med sin usædvanlige, hvirvlende struktur giver nye ledetråde til, hvordan supermassive sorte huller vokser. Resultaterne præsenteres i et papir, der blev offentliggjort i tidsskriftet i juni 2016 Astronomi og astrofysik.
Susanne Aalto, professor i radioastronomi ved Chalmers teknologiske universitet i Sverige, ledede holdet. Hun sagde:
Vi var nysgerrige efter denne galakse på grund af dens lyse, støvindkapslede centrum. Hvad vi ikke forventede, var dette: en lang, smal jet strømmende ud fra galakse-kernen.
Kunstnerens koncept om, hvordan skyerne af materiale, der udgør NGC 1377's jet, bevæger sig udad fra dets centrale sorte hul, set fra siden. Røde farver viser skyer, der bevæger sig væk fra os, og blå farver viser skyer, der bevæger sig mod os. Billede via S. Aalto.
Disse astronomer sagde, at jetjeten er 500 lysår lang og mindre end 60 lysår på tværs af, og at materialet deri bevæger sig i hastigheder på mindst 500 tusind miles i timen (800 tusinde km i timen). Supermassive sorte huller findes ofte i centrum af galakser (inklusive vores Mælkevej). De har masser mellem et par millioner og en milliard solmasser. Astronomer ser tegn på dem direkte ind, undertiden fra den sag, der muligvis falder ned i dem, men ved ikke, hvordan sådanne monster sorte huller blev til.
Sorte huller, der stadig sluger stof (og disse har tendens til at være de fjerne sorte huller, som vi ser i det tidlige univers) har ofte stråler af hurtigt bevægende materiale, der stammer fra dem. Sådanne jetfly er en indikation af, at et sort hul stadig vokser. Men jetjet fra det supermassive sorte hul i galaksen NGC 1377 er anderledes. Francesco Costagliola, medforfatter på papiret, forklarede:
De jetfly, vi normalt ser, kommer ud fra galakse-kerner, er meget smalle rør med varmt plasma. Denne jet er meget anderledes. I stedet er det ekstremt køligt, og dens lys kommer fra tæt gas sammensat af molekyler.
Strålen har kastet ud molekylær gas, der er ækvivalent med to millioner gange solens masse over en periode på kun omkring en halv million år - en meget kort tid i en galakas liv.
Astronomerne sagde, at det centrale, supermassive sorte hul i denne korte og dramatiske fase i galaksens udvikling må være vokset hurtigt. Teammedlem Jay Gallagher sagde:
Sorte huller, der forårsager kraftfulde smalle jetfly, kan vokse langsomt ved at hæve varmt plasma. Det sorte hul i NGC 1377 er på den anden side på en diæt med kold gas og støv og kan derfor vokse - i det mindste for nu - med en meget hurtigere hastighed.
Bevægelsen af gas i jet jet'en overraskede også astronomerne. Målingerne med ALMA stemmer overens med en forudgående stråle - der hvirvler ud som vand fra en havesprinkler. Sebastien Muller, et andet medlem af holdet, sagde:
Jetens usædvanlige hvirvlende kan skyldes en ujævn strøm af gas mod det centrale sorte hul. En anden mulighed er, at galakseens centrum indeholder to supermassive sorte huller i kredsløb omkring hinanden.
Susanne Aalto sagde:
I NGC 1377 er vi vidne til et kortvarigt trin i en galakas udvikling, som vil hjælpe os med at forstå de hurtigste og vigtigste vækstfaser af supermassive sorte huller og livscyklen for galakser i universet.
Her er den samme galakse som ovenfor, NGC 1377, set som en farvekomposit i synligt lys. Billede via CTIO / H. Roussel et al./ESO / Onsala rymdobservatorium.
Nederste linje: Astronomer brugte ALMA-teleskopet til at observere en bemærkelsesværdig struktur i midten af galaksen NGC 1377. Det er en stråle af hvirvlende, kold tæt gas, der tænkes at strække sig fra en eller to supermassive sorte huller i galakseens centrum.