Støv om sort hul

ESOs VLT Interferometer har samlet nogle af de hidtil bedste observationer nogensinde, af støvet omkring det kæmpestore sorte hul i midten af en aktiv galaksekerne. Men i stedet for at finde en mur af varme gasser, har man fundet en kølig brise der bærer støv bort

Man havde forventet at det glødende støv lå som en ring omkring det sorte hul, men det lå faktisk over og under denne 'doughnut'. Observationerne viser at støvet meget overraskende bliver skubbet væk fra det sorte hul som en kølig vind. Det udfordrer nuværende teorier, om supertunge sorte hullers udvikling og vekselvirkning med sine omgivelser.

I løbet af de sidste tyve år har astronomer fundet sorte huller i midten af næsten alle galakser. Nogle af disse sorte huller vokser sig større ved at tiltrække materiale til sig fra omgivelserne, en proces der skaber de mest energiske objekter i universet - aktive galaksekerner (AGN). Det midterste område af disse lysende kraftcentre er omringet af en 'doughnut' af kosmisk støv, der er trukket ind fra det omkringliggende område, næsten ligesom vand danner en lille strømhvirvel omkring vaskens afløb. Man troede, at det meste af den stærke infrarøde stråling der kom fra AGN, stammede fra disse doughnuts.

En gruppe astronomer fik sig en overraskelse, da de så på nogle nye observationer af en nærliggende aktiv galakse ved navn NGC 3783 fra ESOs Very Large Telescope Interferometer (VLTI) på Paranal-observatoriet i Chile. Selvom det varme støv – der er omkring 700 til 1000 grader varmt - ligger i en doughnutform omkring centrum, som man havde forventet, fandt de store mængder af koldere støv over og under dette.

Sebastian Hönig (University of California Santa Barbara, USA og Christian-Albrechts-Universität zu Kiel, Tyskland) der er hovedforfatter på artiklen, der beskriver de nye resultater, forklarer, "Dette er første gang vi har været i stand til at kombinere detaljerede observationer i midt-infrarødt lys af det kolde støv,med temperaturer omkring stuetemperatur, omkring en AGN med ligeså detaljerede observationer af det meget varme støv. Det er også den største samling af infrarød interferometri for en AGN, der indtil nu er blevet offentliggjort."

Støv om sort hul

Det nyfundne støv danner en kold vind der strømmer ud fra det sorte hul. Denne vind spiller en vigtig rolle i det komplekse forhold mellem det sorte hul og det omkringliggende miljø. Det sorte hul stiller sin sult ved at indfange det omkringliggende materiale, men den kraftige stråling dette skaber, ser også ud til at blæse materiale væk igen. Det er stadigvæk uklart, hvordan disse to processer arbejder sammen, og gør det muligt for supertunge sorte huller at vokse sig større og udvikle sig inden i galakserne. Dog giver tilstedeværelsen af støvede vinde en nyt stykke af puslespillet.

For at kunne undersøge de centrale områder af NGC 3783, havde astronomerne brug for at kombinere kræfterne fra enhedsteleskoperne på ESOs VLT. Ved at bruge dem sammen, danner de et interferometer, der kan se i en opløsning, svarende til ét 130m teleskop.

Gerd Weigelt (Max-Planck-Institut für Radiaastronomie, Bonn, Tyskland) der er et andet gruppemedlem forklarer, "Ved at kombinere fantastiske følsomhed fra de store spejle fra VLT med interferometri, var det muligt for os at indsamle nok lys til at observer svage objekter. Dette giver os mulighed for at studere et område, der er ligeså småt som afstanden mellem Solen og vores tætteste nabostjerne i en galakse mere en ti millioner lysår borte. Intet andet optisk eller infrarødt system i verden kan dette."

Disse nye observationer vil måske ende med et paradigmeskift i forståelsen af AGN. De giver direkte bevis på, at støv bliver skubbet væk af den kraftige stråling. Modeller der beskriver, hvordan støvet ligger omkring et sort hul, og hvordan supertunge sorte huller vokser og udvikler sig, må nu tage højde for den nyopdagede effekt.

Hönig konkludere, "Jeg ser nu meget frem til MATISSE, der vil gøre det muligt at kombinere alle fire af VLTs enhedsteleskopet på en gang, og observere med dem simultant i nær- og midt-infrarødt lys, hvilket giver os meget mere detaljeret data." (MATISSE er et anden generations instrument til VLTI, der er ved at blive bygget).

Kilde: ESO