Pressemeddelelse

En støvet overraskelse omkring et stort sort hul

20. juni 2013

ESOs Very Large Telescope Interferometer har samlet nogle af de hidtil bedste observationer nogensinde, af støvet omkring det kæmpestore sorte hul i midten af en aktiv galaksekerne. Man havde forventet at det glødende støv lå som en doughnut omkring det sorte hul, men det lå faktisk over og under denne 'doughnut'. Disse observationer viser at støvet bliver skubbet væk fra det sorte hul som en kølig vind, hvilket er meget overraskende, da 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 [1], 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 [2]. 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 [3].

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. Dette er også den største samling af infrarød interferometri for en AGN, der indtil nu er blevet offentliggjort."

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 Very Large Telescope. Ved at bruge dem sammen danner de et interferometer, der kan se i en opløsning, svarende til ét 130-meter 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 bliver bygget i øjeblikket.   

Noter

[1] Kosmisk støv består af støvkorn af silicium og grafit - mineraler der også ses i større grad her på Jorden. Soden fra et lys er meget lig kosmisk støv af grafit, selvom størrelsen af støvkornene i soden er mere end 10 gange større den typiske størrelse af kosmisk grafit-støv.

[2] VLTI dannes af en kombination af de fire 8,2-meter VLT enhedsteleskopet, eller de fire bevægelige 1,8-meter VLT hjælpeteleskopet. Det gør brug af teknikken der kaldes interferometri, hvor avancerede styring af instrumenterne gør detaljegraden af det der kan måles meget større. Det svarer derfor til hvad et rumteleskop med en diameter på mere end 100 meter ville kunne måle.

[3] Det varme støv blev kortlagt ved at bruge AMBER, et VLTI instrument, der observerer i nær-infrarøde bølgelængder, og de nye observationer der omtales her brugte MIDI instrumentet ved bølgelængder mellem 8 og 13 mikrometer i midt-infrarødt lys.

Mere information

Disse resultater bliver præsenteret i artiklen, “Dust in the Polar Region as a Major Contributor to the Infrared Emission of Active Galactic Nuclei”, af S. Hönig et al., der kan læses i  Astrophysical Journal den 20 juni 2013.

Gruppen bestod af S. F. Hönig (University of California in Santa Barbara, USA [UCSB]; Christian-Albrechts-Universität zu Kiel, Tyskland), M. Kishimoto (Max-Planck-Institut für Radioastronomie, Bonn, Tyskland [MPIfR]), K. R. W. Tristram (MPIfR), M. A. Prieto (Instituto de Astrofísica de Canarias, Tenerife, Spanien), P. Gandhi (Institute of Space and Astronautical Science, Kanawaga, Japan; University of Durham, Storbritannien), D. Asmus (MPIfR), R. Antonucci (UCSB), L. Burtscher (Max-Planck-Institut für extraterrestrische Physik, Garching, Tyskland), W. J. Duschl (Institut für Theoretische Physik und Astrophysik, Christian-Albrechts-Universität zu Kiel, Tyskland) and G. Weigelt (MPIfR).

ESO er den mest fremtrædende internationale astronomi-organisation i Europa og verdens mest produktive astronomiske observatorium. ESO har i dag følgende 15 medlemslande: Belgien, Brasilien, Danmark, Finland, Frankrig, Holland, Italien, Portugal, Schweiz og Storbritannien, Spanien, Sverige, Tjekkiet, Tyskland og Østrig. ESOs aktiviteter er fokuseret på design, konstruktion og drift af jordbaserede observationsfaciliteter for at muliggøre vigtige videnskabelige opdagelser inden for astronomi. ESO spiller også en ledende rolle for at fremme og organisere samarbejdet inden for astronomisk forskning. I Chile driver ESO tre unikke observatorier i verdensklasse: La Silla, Paranal og Chajnantor. På Paranal driver ESO Very Large Telescope (VLT), der er verdens mest avancerede astronomiske observatorium til observationer i synligt lys samt to kortlægningsteleskoper. VISTA arbejder i infrarødt lys og er verdens største kortlægningsteleskop, mens VLT Survey Telescope (VST) er det største teleskop, der udelukkende er bygget til at kortlægge himlen i synligt lys. ESO er den europæiske partner i et revolutionerede astronomisk teleskop kaldet ALMA, det største igangværende astronomiske projekt. ESO planlægger i øjeblikket et 39 meter optisk/nær-infrarødt teleskop kaldet European Extremely Large Telescope (E-ELT), der vil blive ”verdens største øje mod himlen”.

Links

• Videnskabelig artikel
• Billeder af VLT
• Information om Very Large Telescope Interferometer (VLTI)

Kontakter

Sebastian Hönig
University of California Santa Barbara
USA
Tel: +49 431 880 4108
Mobil: +49 176 9995 0941
E-mail: shoenig@physics.ucsb.edu

Poshak Gandhi
University of Durham
United Kingdom
E-mail: poshak.gandhi@durham.ac.uk

Gerd Weigelt
Max-Planck-Institut für Radioastronomie
Bonn, Germany
E-mail: weigelt@mpifr.de

Wolfgang Duschl
Christian-Albrechts-Universität zu Kiel
Kiel, Germany
E-mail: wjd@astrophysik.uni-kiel.de

Richard Hook
ESO
Garching bei München, Germany
Tel: +49 89 3200 6655
Mobil: +49 151 1537 3591
E-mail: rhook@eso.org

Ole J. Knudsen (Pressekontakt Danmark)
ESOs formidlingsnetværk og Aarhus Space Centre, Aarhus Universitet
Aarhus, Danmark
Tel: +45 8715 5597
E-mail: eson-denmark@eso.org

Connect with ESO on social media

Dette er en oversættelse af ESO pressemeddelelse eso1327 lavet af ESON - et netværk af personer i ESOs medlemslande, der er kontaktpunkter for medierne i forbindelse med ESO nyheder, pressemeddelelser mm.