Astronomer har lenge mistenkt at noe må stimulere aktivt voksende sorte hull, fordi de fleste galakser i det lokale universet ikke har dem. Nå har Gemini-observatoriet fanget en galaktisk sjekk og balanse - en storskala kvasarutstrømning i galaksen Markarian 231 som ser ut til å frata et supermassivt svart hull dens kosthold med gass og støv.
Arbeidet er et samarbeid mellom David Rupke fra Rhodes College i Tennessee og University of Marylands Sylvain Veilleux. Resultatene skal publiseres i 10. mars utgaven avThe Astrophysical Journal Letters.
Markarian 231 (12h56’14.23 ″ + 56d52’25.24 ″) ligger omtrent 600 millioner lysår unna i retning stjernebildet Ursa Major. Selv om massen er usikker, indikerer noen estimater at Mrk 231 har en masse i stjerner omtrent tre ganger så mye som Melkeveien, og det sentrale sorte hullet anslås å ha en masse på minst 10 millioner solmasser, eller også omtrent tre ganger så mye av det supermassive sorte hullet i Melkeveien.
Teoretisk modellering peker spesielt på kvasarutstrømninger som motvekt til svart hullvekst. I det negative tilbakekoblingssløpet, mens det sorte hullet aktivt skaffer seg masse som en kvasar, fører utstrømmene bort energi og materiale og undertrykker videre vekst. Det hadde blitt observert småskala utstrømninger før, men ingen tilstrekkelig kraftige til å redegjøre for dette forutsagte og grunnleggende aspektet av galakseutviklingen. Gemini-observasjonene gir det første klare beviset for utstrømmer som er kraftige nok til å støtte prosessen som er nødvendig for å sulte det galaktiske sorte hullet og slukke stjernedannelsen ved å begrense tilgjengeligheten til nytt materiale.
Studieforfatter Veilleux sier Mrk 231 er et ideelt laboratorium for å studere utstrømmer forårsaket av tilbakemeldinger fra supermassive sorte hull: “Dette objektet er uten tvil det nærmeste og beste eksemplet på at vi kjenner til en stor galakse i de siste stadiene av en voldsom fusjon og i prosessen å felle kokongen og avsløre en veldig energisk sentral kvasar. Dette er virkelig et siste gisp fra denne galaksen; det sorte hullet ruster de neste måltidene i glemmeboken! ” Så ekstreme som Mrk 231s spisevaner ser ut til, legger Veilleux til at de sannsynligvis ikke er unike: “Når vi ser dypt inn i verdensrommet og tilbake i tid, blir kvasarer som denne sett i stort antall, og alle av dem kan ha gått gjennom å kaste hendelser som den vi er vitne til i Mrk 231. ”
Selv om Mrk 231 er ekstremt godt studert, og kjent for sine kollimerte jetfly, utsatte Gemini-observasjonene en bred utstrømning som strekker seg i alle retninger i minst 8000 lysår rundt galaksens kjerne. De resulterende data avslører gass (preget av natrium, som absorberer gult lys) som strømmer bort fra galakssenteret i hastigheter over 1000 kilometer i sekundet. På denne hastigheten kunne gassen gå fra New York til Los Angeles på omtrent 4 sekunder. Denne utstrømningen fjerner gass fra kjernen med en stor hastighet - mer enn 2,5 ganger stjernedannelseshastigheten. De observerte hastighetene eliminerer stjerner som den mulige "motoren" som driver utstrømningen. Dette etterlater seg selv det sorte hullet som den mest sannsynlige synderen, og det kan lett redegjøre for den enorme energien som kreves.
Den involverte energien er tilstrekkelig til å feie vekk materien fra galaksen. Imidlertid, "når vi sier at galaksen blir sprengt fra hverandre, viser vi bare til gassen og støvet i galaksen," bemerker Rupke. "Galaksen er mest stjerner på dette stadiet i sitt liv, og utstrømningen har ingen innvirkning på dem. Det avgjørende er at fyrverkeriet til ny stjernedannelse og svart hullfôring er mot slutten, sannsynligvis som et resultat av denne utstrømningen. "
Kilde: Gemini pressemelding. Papiret vises her. Se også noen galaktiske fusjonsanimasjoner, takket være Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics.
