Pressmeddelande

Svart hål smäller högst

Nya observationer från ESO upptäcker det mest kraftfulla utflödet från en kvasar hittills

28 november 2012

Astronomer har använt ESO:s Very Large Telescope (VLT) och hittat en kvasar vars utflöden är de mest energirika hittills, åtminstone fem gånger kraftigare än något som tidigare observerats. Kvasarer är extremt ljusstarka galaxkärnor vars kraftkällor är supertunga svarta hål. Många kvasarer skickar ut stora mängder material i sina värdgalaxer och dessa utflöden spelar en viktig roll i galaxernas utveckling. Men fram till nu har de utflöden man observerat inte varit lika kraftfulla som teoretiker har förutspått.

Kvasarer är otroligt ljusstarka centrum i avlägsna galaxer som drivs av gigantiska svarta hål. Den här nya studien har tittat i detalj på ett av dessa objekt - som har katalognamnet SDSS J1106+1939 - med hjälp av instrumentet X-shooter på ESO:s teleskop VLT vid Paranal i Chile [1]. Även om svarta hål är mest kända för att dra till sig material, accelerar många kvasarer också en del av materialet omkring dem och skickar ut det med höga hastigheter.

Nahum Arav (Virginia Tech, USA) har lett teamet som upptäckt utflödet.

- Vi har upptäckt det mest energirika utflödet från en kvasar hittills. Energin som far iväg från SDSS J1106+1939 när material skickas ut med hög hastighet är åtminstone lika stor som två miljoner gånger av solens effekt. Det är i sin tur 100 gånger högre än hela Vintergatans totala effekt. Vi pratar om ett riktigt monsterutflöde. Det är det första gången som ett utflöde från en kvasar har visat sig ha så höga energier som teorier förutspår.

Många teoretiska simuleringar föreslår att det sätt utflöden påverkar sina värdgalaxer skulle kunna förklara flera gåtor i modern kosmologi, till exempel hur en galax massa hänger ihop med det svarta hålets massa, och varför det finns så få riktigt stora galaxer i universum. Om kvasarerna verkligen kunde framkalla tillräckligt kraftfulla utflöden för att producera sådana fenomen har däremot varit oklart fram till nu [2].

Det här nyupptäckta utflödet ligger ungefär tusen ljusår från det supertunga svarta hålet i hjärtat av kvasaren SDSS J1106+1939. Utflödet är åtmistone fem gånger mer kraftfullt än den tidigare rekordhållaren [3]. Teamets analys visar att 400 gånger solens massa strömmar ut från den här kvasaren varje år, och att detta material har en hastighet på 8000 kilometer per sekund.

Benoit Borguet (Virginia Tech, USA) är förste författare till forskningsartikeln där upptäckterna presenteras.

- Vi hade inte kunnat göra den här upptäckten utan de högkvalitativa data vi fick från VLT:s spektrograf X-shooter. Med den kunde vi för första gången noggrant utforska området omkring kvasaren.

Förutom SDSS J1106+1939 har teamet även observerat en annan kvasar och kommit fram till att den också visar upp kraftfulla utflöden. Eftersom de här kvasarerna är exempel på en klass av vanliga, men tidigare sällan studerade kvasarer [4], borde resultaten vara tillämpliga på ljusstarka kvasarer i hela universum. Borguet och hans kollegor håller för tillfället på att utforska ett dussintal andra liknande kvasarer för att se om detta är fallet.

- Jag har letat efter en sådan här kvasar i tio år, så det är otroligt spännande att äntligen hitta ett sådant monsterutflöde som tidigare bara förutspåtts, säger Nahum Arav.

Noter

[1] Teamet observerade SDSS J1106+1939 och J1512+1119 i april 2011 och mars 2012 med spektrografen X-shooter på ESO:s teleskop VLT. Genom att dela upp ljuset i sina olika färger kunde man sedan studera ljusets spektrum. Från spektrumet kunde astronomerna bestämma hastigheten och andra egenskaper hos materialet i närheten av kvasaren.

[2] Det här kraftfulla utflödet i SDSS J1106+1939 tar med sig tillräckligt mycket kinetisk energi för att kunna spela en viktig roll i värdgalaxens återkopplingsprocesser, vilket typiskt kräver att den mekaniska effekten är ungefär 5% av kvasarens luminositet. Hastigheten med vilken den kinetiska energin överförs via utflödet kallas kinetisk luminositet.

[3] Utflödet i SDSS J1106+1939 har en kinetisk luminositet på minst 10³⁹ Watt. Avstånden mellan utflödena och kvasaren i mitten (300 - 8000 ljusår) är större än man trott. Detta antyder att att området där utflödena observerats är långt ifrån där de antas ha accelerats ifrån (0,03 - 0,4 ljusår).

[4] Denna typ av kvasarer klassificeras enligt typen Broad Absorption Line (BAL), det vill säga kvasarer med breda absorptionslinjer.

Mer information

Resultaten presenteras i en forskningsartikel “Major contributor to AGN feedback: VLT X-shooter observations of SIV BAL QSO outflows”, som publiceras i The Astrophysical Journal.

Teamet består av B. C. J. Borguet (Virginia Tech, USA), N. Arav (Virginia Tech, USA), D. Edmonds (Virginia Tech, USA), C. Chamberlain (Virginia Tech, USA), C. Benn (Isaac Newton Group of Telescopes, Spanien).

År 2012 är det 50 år sedan Europeiska sydobservatoriet (ESO) grundades. ESO är Europas främsta samarbetsorgan för astronomisk forskning och världens mest produktiva astronomiska observatorium. Det stöds av 15 länder: Belgien, Brasilien, Danmark, Finland, Frankrike, Italien, Nederländerna, Portugal, Schweiz, Spanien, Storbritannien, Sverige, Tjeckien, Tyskland och Österrike. ESO:s ambitiösa verksamhet rör design, konstruktion och drift av avancerade markbaserade forskningsanläggningar som gör det möjligt för astronomer att göra banbrytande vetenskapliga upptäckter. ESO spelar dessutom en ledande roll i att främja och organisera samarbeten inom astronomisk forskning. ESO driver tre unika observationsplatser i Chile: La Silla, Paranal och Chajnantor. Vid Paranal finns Very Large Telescope, världens mest avancerade observatorium för synligt ljus, och två kartläggningsteleskop: VISTA, som observerar infrarött ljus och är världens största kartläggningsteleskop, samt VST, det största teleskopet som konstruerats för att kartlägga himlavalvet i synligt ljus. ESO bidrar dessutom till ALMA, ett revolutionerande astronomiskt teleskop och världens hittills största astronomiska projekt. ESO planerar för närvarande bygget av det europeiska extremt stora 39 metersteleskopet för synligt och infrarött ljus, E-ELT. Det kommer att bli ”världens största öga mot himlen”.

Länkar

• Forskningsartikeln
• Bilder på VLT

Kontakter

Nahum Arav
Virginia Tech
Blacksburg, VA, USA
Tel: +1 540 231 8736
E-post: arav@vt.edu

Benoît Borguet
Virginia Tech
Blacksburg, VA, USA
E-post: b.borguet@alumni.ulg.ac.be

Richard Hook
ESO, La Silla, Paranal, E-ELT & Survey Telescopes Press Officer
Garching bei München, Germany
Tel: +49 89 3200 6655
Mobil: +49 151 1537 3591
E-post: rhook@eso.org

Johan Warell (Presskontakt för Sverige)
ESO:s nätverk för vetenskaplig kommunikation
Skurup, Sverige
Tel: +46-706-494731
E-post: eson-sweden@eso.org

Connect with ESO on social media

Detta är den översatta versionen av ESO:s pressmeddelande eso1247 som har tagits fram inom ESON, ett nätverk av medarbetare i ESO:s medlemsländer. ESON-representanterna fungerar som lokala kontaktpersoner för media i samband med ESO:s pressmeddelanden och andra händelser. ESON:s kontaktperson i Sverige är Johan Warell.