Interstellart stof

Aldrig før har astronomerne set så voldsomt et 'uvejr' i rummet: En enorm klump af intergalaktiske gasskyer regner ned over det supertunge sorte hul i midten af en kæmpegalakse en milliard lysår fra Jorden.

For første gang har vi nu direkte bevis for, at tætte kolde gasskyer kan danne sig i den varme intergalaktiske gas, og dumpe ned i hjertet af en galakse. Her viser de nye ALMA observationer, at galaksens centrale supertunge sorte hul fodres med de indfaldende gasser. Det giver også ny viden om, hvordan de supertunge sorte huller vokser, ved den proces, som på engelsk kaldes 'accretion'.

Tidligere mente astronomerne, at de supertunge sorte huller langsomt og konstant åd af den varme ioniserede gas i galaksernes egen glorie. De nye observationer med ALMA viser, at når de intergalaktiske vejrforhold er til det, kan de sorte huller også foræde sig i et nedbør af spredte kæmpestore klumper af meget kold gas.

"Selvom det i de seneste år er forudset teoretisk, er dette her et af de første uomtvistelige observationelle beviser for, at der falder kold regn ind og fodrer de supermassive sorte huller" siger Grant Tremblay, som er astronom ved Yale University i New Haven, Cponnecticut, USA. Han er tidligere ESO Fellow og hovedforfatter på den nye videnskabelige artikel. "Det er spændende at tænke på, at vi måske direkte ser dette galakseomspændende skybrud, som falder ind mod et sort hul med en masse 300 millioner gange større end Solens"

Tremblay og resten af forskerholdet brugte ALMA til at kigge ind i en usædvanlig klar hob med omkring 50 galakser, kaldestAbell 2597. I midten af hoben findes en stor elliptisk galakse, som meget passende på engelsk kaldes 'Abell 2597 Brightest Cluster Galaxy'. Imellem alle disse galakser er der en diffus atmosfære af varm ioniseret gas, som tidligere er observeret med NASAs Chandra røntgenteleskopsatellit.

"Denne meget meget varme gas kan hurtigt køles ned, kondensere sig og falde ned, næsten på samme måde som varm fugtig luft i Jordens atmosfære kan danne regnskyer og nedbør," sagde Tremblay. "De nydannede skyer regner så ned på galaksen, hvor de starter stjernedannelse, og fodrer det supertunge sorte hul i midten."

Gasserne i Abell 2597 galaksehoben
Gasserne i Abell 2597 galaksehoben


Det er nær midten af denne galakse, at forskerne lige netop så, at dette sker: tre tunge klumper af kold gas snor sig ned mod det supertunge sorte hul i galaksens kerne med en fart på omkring en million kilometer i timen. I hver af skyerne er der materiale, som vejer mere end en million sole, og skyerne er hver dusinvis af lysår i tværmål.

Normalt ville det være svært at finde objekter i denne størrelse i disse enorme kosmiske afstande, selv med ALMAs utrolige opløsningsevne. Det afslører sig alligevel, fordi de kaster "skygger" som er milliarder af lysår lange, i retning imod os her på Jorden.

Supplerende data indhentet med National Science Foundation’s Very Long Baseline Array viser, at gasskyerne, som ses med ALMA kun er ca.300 lysår fra det centrale sorte hul, så de er lige på grænsen til at blive ædt - i alt fald i astronomisk sammenhæng.

ALMA har kun kunnet skelne 3 kolde gasskyer nær det sorte hul, men astronomerne funderer over, om der måske er tusinder af dem i nærheden, så det sorte hul er udsat for et konstant skybrud, som vil kunne holde det i aktivitet i lang tid i fremtiden.

Nu har astronomerne planer om at bruge ALMA til at søge efter disse "regnskyer" i andre galakser, for at kunne afgøre, om disse kosmiske vejrforhold er helt så almindelige, som de nuværende teorier forventer.

Opdagelsen er gjort med Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), og den bliver offentliggjort i tidsskriftet Nature den 9. juni 2016.

Kilde: ESO
Kolliderende neutronstjerner
Kolliderende neutronstjerner
Oprindeligt var der mest Brint og Helium, mens de næste 8 letteste grundstoffer dannes i stjernerne: Resten af de tungere grundstoffer, skabes og spredes i supernovaerne. Men enkelte stoffer - som sølv og guld - har astronomerne haft svært ved at forklare hvordan dannes.

Men nu har astronomer fundet signaturer efter dem, i en lille galakse kaldet Reticulum II, 100.000 lysår fra Jorden - Dvs en af Mælkevejens små følgegalakser. I Reticulum II, har stjernerne forholdsvist store mængder af de tunge grundstoffer. Det antyder at stjernerne i den lille dværggalakse er blevet beriget af en særlig begivenhed, såsom kollisionen mellem 2 neutronstjerner:
Da vi først så r-proces indholdet (Red.: De tunge grundstoffer) i den første stjerne vi analyserede, så det helt forkert ud, som om det ikke kunne være i vores galakse siger Alexander Jo som er første-forfatter på artiklen i Nature.

'Galactic 'gold mine' explains the origin of nature's heaviest elements' fra Kavli Foundation
<i>Superboblen LHA 120-N 44 i den store Magellanske sky</i> Flammende unge blå stjerner stråler så stærkt, at gasarterne omkring dem lyser op i de mest fantastiske farver, som her LHA 120-N55 i vores nabogalakse Den store Magellanske sky.
Læs mere her:

Helium 3 i Planetarisk tåge
Helium 3 i Planetarisk tåge
Helium3 er et fremragende "brændstof" til at skabe fusionsenergi. Problemet er bare at det er meget sjældent på Jorden. Til gengæld er det væsentligt mere almindeligt på Månen, hvilket - hvis fusionsenergi bliver en realitet - kan skabe et nyt rumkapløb om at komme til Månen, som fx i filmen Moon. Helium3 dannes i større stjerner, spredes i rummet når de eksploderer og ender på den måde på Månens ubeskyttede overflade.

Britiske astronomer har derfor studeret en planetarisk tåge 4.000 lysår fra jorden. De har fundet koncentrationer der er 500x højere end på Jorden og over dobbelt så meget som de forventede!

'Manchester astronomers detect precious element in space'
Interstellare skyer i og omkring galaksen M101 (C) Astronomibladet.dk
Interstellare skyer i galaksen M101 (Foto:Astronomibladet)
Man har længe vidst at der er en direkte sammenhæng mellem de interstellare skyers bevægelseshastighed om galaksekernen og stjernedannelses-raten. Ligesom i Jordens atmosfære spiller turbulens tilsyneladende en stor rolle, som man dog endnu ikke ved så¨meget om. Man har derfor hidtil ment at mere fertile galakser og "starbursts" skyldes turbulens i det interstellare medium - fx fra galaksesammenstød - som accelererer gasserne op og skaber stjernedannelserne.

Men en ny undersøgelse af de interstellare skyer i bla. M101, viser at de interstellare skyers hastighed alene afgøres af tyngdekraften!

'The Turbulent Interstellar Medium' fra Harvard