Lysekkoet til en røntgenflare fra kjernen i en galakse er observert. Da stjernen ble trukket inn i det sorte hullet, ble materialet sprøytet inn i sementhullet for svart hull, noe som forårsaket et plutselig utbrudd av stråling. Den resulterende røntgenflareemisjonen ble observert da den traff lokale stjernegasser og produserte lysekkoet. Denne hendelsen gir oss et bedre innblikk i hvordan stjerner blir spist av supermassive sorte hull og gir en metode for å kartlegge strukturen til galaktiske kjerner. Forskere mener nå at de har observasjonsbevis for det unnvikende molekylær torus som antas å omgi aktive supermassive sorte hull.
Lysekko fra fjerne galakser har blitt observert før. Ekkoene fra en supernova som skjedde for 400 år siden (som nå er observert som supernova-rest SNR 0509-67.5) ble bare nettopp observert her på Jorden, etter at supernovautslippene sprang ut galaktisk materiale. Dette er imidlertid første gang at de energiske utslippene fra en plutselig tilstrømning av materie til en supermassiv aksessjonsskive av svart hull har blitt observert som gjenspeiler gasser i galaktiske kjerner. Dette er et stort skritt mot å forstå hvordan stjerner blir fortært av supermassive sorte hull. I tillegg fungerer ekkoet som et søkelys og fremhever den mørke stjernestoffet mellom stjernene, og avslører en struktur vi aldri har sett før.
Denne nye forskningen ble utført av et internasjonalt team ledet av Stefanie Komossa fra Max Planck Institute for utenomjordisk fysikk i Garching, Tyskland, ved hjelp av data fra Sloan Digital Sky Survey. Komossa likner denne observasjonen med å belyse en mørk by med et fyrverkeri:
“Å studere kjernen i en vanlig galakse er som å se på New York-skyline om natten under strømbrudd: Du kan ikke lære mye om bygningene, veiene og parkene. Situasjonen endres for eksempel under et fyrverkeri. Det er nøyaktig det samme når et plutselig utbrudd av høyenergistråling lyser opp en galakse.”- Stefanie Komossa
Et sterkt røntgenutbrudd som dette kan være veldig vanskelig å observere ettersom det er kortvarige utslipp, men en enorm mengde informasjon kan fås ved å se en slik hendelse hvis astronomer er raske nok. Ved å analysere graden av ioniserings- og hastighetsdata i de spektroskopiske emisjonslinjene til ekko-lyset, var Max Planck-fysikerne i stand til å utlede fakkelstedet. Holdt innenfor utslippslinjene er de kosmiske "fingeravtrykkene" til atomene ved kilden til utslippet, noe som fører dem til den galaktiske kjernen der det antas å leve et supermassivt svart hull.
Standardmodellen for galaktiske kjerner (a.k.a. enhetlig modell av aktive galakser) forutsi en "molekylær torus" som omkranser den sorte hullets akkresjonsskive. Disse nye observasjonene av galaksen ved navn SDSSJ0952 + 2143 ser ut til å vise røntgenstråling ble reflektert av den galaktiske molekylære torusen (med sterke jernutslippslinjer). Dette er første gang tilstedeværelsen av en mulig torus blir sett, og hvis bekreftet, vil astrofysikere ha sine observasjonsbevis for denne teoretiske muligheten, og styrke standardmodellen. Det som mer er, kan bruk av akkresjonsskiveutstyr hjelpe forskere når de prøver å kartlegge strukturen til andre molekylære toruser.
Å styrke observasjonen av ekko røntgenutslipp fra torus er muligheten for å se variable infrarøde utslipp. Denne utslippet betyr en "siste oppfordring om hjelp" ved at den støvete skyen raskt blir oppvarmet av hendelsesrøntgenbildene. Støvet vil ha blitt fordampet like etter.
Men hvordan vet de at det var en stjerne som falt inn i akkresjonsdisken? I tillegg til de sterke jernlinjene, er det rare hydrogenutslippslinjer som aldri har blitt sett før. Dette er et sterkt bevis på at det er rusk fra en stjerne som kom for nær det svarte hullet, og strippet bort dets brensel.
Selv om røntgenfakten har falt, fortsetter galaksen å bli observert av røntgensatellitten Chandra. Svake, men målbare røntgenutslipp blir observert, noe som kanskje indikerer at stjernen fremdeles blir ført til akkresjonsskiven. Det virker som mulig å måle denne svake emisjonen også kan være til nytte, slik at forskere kan fortsette å kartlegge den molekylære torusen lenge etter at den innledende sterke røntgenutslippet er avsluttet.
Kilder: arXiv, Max Planck Institute for Extraterrestrial Physics
