Et relativt lite svart hull produserer enormt kraftige jetfly mens det skaper en enorm boble med varm gass. Men det mest uvanlige med dette bemerkelsesverdige sorte hullet er ikke energiproduksjonen, men hvordan det sender ut energi.
"Energiproduksjonen er imponerende, men kan sammenlignes med røntgenlysets lysstyrke fra såkalte ultraluminøse røntgenkilder," sier Manfred Pakull, hovedforfatter av en ny artikkel publisert i dag i Nature. "Forestillingen om at det finnes kraftverk som genererer mesteparten av energien deres i form av jetfly (kinetisk energi) og ikke som stråling (fotoner) er ganske ny."
Det er kjent at sorte hull frigjør utrolig mye energi når de svelger saken, og som Pakull fortalte Space Magazine, ble det tidligere antatt at mesteparten av energien kom ut i form av stråling, hovedsakelig røntgenstråler. Men dette nye gassblåsende sorte hullet, kalt S26, viser at noen sorte hull kan frigjøre minst like mye energi, og kanskje mye mer, i form av kollimerte jetfly med raskt bevegelige partikler.
"Dette sorte hullet er bare noen få solmasser, men er en ekte miniatyrversjon av de kraftigste kvasarer og radiogalakser," sa Pakull, "som inneholder sorte hull med masser på noen få millioner ganger solen."
Dette objektet er en mikroquasar, som er dannet av to gjenstander - enten en hvit dverg, nøytronstjerne eller et svart hull, sammen med en følgesvennstjerne. Røntgenstrålene produseres av stoff som faller fra den ene komponenten til den andre, og kan produsere stråler av høyhastighetspartikler. De raske jetflyene smeller inn i den omkringliggende interstellare gassen, oppvarmer den og utløser en ekspanderende boble laget av varm gass og ultrasnelle partikler som kolliderer ved forskjellige temperaturer.
Av dusinvis av mikroquasars som er funnet i Melkeveis Galaxy, er de fleste boblene ganske små, mindre enn 10 lysår på tvers. Men denne er 1 000 lysår bred. Pluss at denne mikroquasaren er titalls ganger kraftigere enn de tidligere har sett.
Ved hjelp av ESOs Very Large Telescope og NASAs Chandra røntgen-teleskop Pakull og teamet hans kunne observere områdene der jetflyene smadret inn i den interstellare gassen rundt det sorte hullet, og så at boblen med varm gass blåser opp med en hastighet på nesten en million kilometer i timen.
Jetene er like imponerende, omtrent 300 parsecs lange, og selv om kraftige jetfly har blitt sett fra supermassive sorte hull, ble de antatt å være sjeldnere i den mindre mikrokvasarsorten. Denne nye oppdagelsen kan ha astronomer som ser nærmere på andre mikroquasars.
"Lengden på jetflyene i NGC 7793 er fantastisk, sammenlignet med størrelsen på det sorte hullet de ble lansert fra," sa medforfatter Robert Soria. "Hvis det sorte hullet var krympet til størrelsen på en fotball, ville hver jet strekke seg fra Jorden til utover banen til Pluto."
S26 ligger 12 millioner lysår unna, i utkanten av spiralgalaksen NGC 7793. Fra bobleens størrelse og ekspansjonshastighet har astronomene funnet ut at jetaktiviteten må ha pågått i minst 200.000 år.
Med all denne utrolige hastigheten, størrelsen og aktiviteten, hva projiserer Pakull og teamet som fremtiden til denne mikroquasaren?
"Ja, ekspansjonshastigheten (275 km / s) er ganske imponerende, men den vil avta med tiden," sa Pakull til Space Magazine. “Hvis det var mye lavere på, for eksempel, 70 km / s, ville den sjokkerte gassen ikke avgi så mye optisk lys (for eksempel Balmer-serien med hydrogen), og vi ville ikke ha oppdaget boblen. Fremtiden til S26 avhenger av utviklingen av den sentrale mikroquasaren som avgir jetflyene. Jeg regner med at den kan være aktiv i ytterligere 100 000 til noen få millioner år. ”
Pakull sa at det er interessant å forestille seg hva som ville skje hvis mikroqusaren plutselig sluttet å sende ut jetflyene. "Da ville ikke boblen plutselig forsvinne, men lyse som før i ytterligere noen 100 000 år," sa han. "Det vil ligne en supernova-rest, om enn med 100 ganger høyere energiinnhold."
Pakull la til at dette nye funnet vil hjelpe astronomer til å forstå likheten mellom små sorte hull dannet fra eksploderte stjerner og de supermassive sorte hullene i sentrum av galakser, og han håper dette arbeidet vil stimulere til mer teoretisk arbeid i hvordan sorte hull produserer energi.
Kilder: ESO, e-postutveksling med Manfred Pakull.
