Hundrevis av millioner lysår unna sitter et supermassivt svart hull i sentrum av en galakse-klynge ved navn Ophiuchus. Selv om sorte hull er kjent for å suge inn omgivende materiale, bortviser de noen ganger materiale i jetfly. Dette sorte hullet er stedet for en nesten utenkelig kraftig eksplosjon, som ble skapt da en enorm mengde materiale ble utvist.
“På noen måter ligner denne eksplosjonen på hvordan utbruddet av Mt. St. Helens i 1980 rev fra toppen av fjellet. ”
Simone Giantucci, hovedforfatter.
Ophiuchus-galakse-klyngen er omtrent 390 millioner lysår unna. I midten av klyngen er det en galakse med et supermassivt svart hull. Astronomer som bruker data fra Chandra X-Ray Observatory og ESAs XMM Newton-romfartøy, så det sorte hullets eksplosjon. De brukte også radioobservasjoner fra Murchison Widefield Array (MWA) i Australia og Giant Metrewave Radio Telescope (GMRT) i India.
Teamet bak dette arbeidet publiserte resultatene i The Astrophysical Journal. Deres papir har tittelen "Oppdagelse av et gigantisk radiofossil i Ophiuchus-galakse-klyngen." Avisens hovedforfatter er Simona Giacintucci fra Naval Research Laboratory i Washington, DC.
“På noen måter ligner denne eksplosjonen på hvordan utbruddet av Mt. Helens i 1980 rev seg fra toppen av fjellet, sier hovedforfatter Giacintucci. "En viktig forskjell er at du kan passe femten Melkeveis galakser på rad i krateret, dette utbruddet slo inn i klyngens varme gass."
Hullet skapt av eksplosjonen kalles en radiofossil. Den er skåret ut av verdensrommet av strålene eller bjelkene av superoppvarmet materiale som eksploderer ut av det sorte hullet og kolliderer med omgivende materiale. Disse jetflyene er resultatet av det astronomer kaller en aktiv galaktiske kjerner, eller AGN, som blir avgitt av sorte hull som "fôrer." I dette tilfellet ble det utskårne området først oppdaget i Chandra-bilder av området som en uvanlig buet kant. Det ble først rapportert i en artikkel fra 2016.
Forfatterne av den artikkelen lurte på om et svart hull kunne ha produsert denne krumme kanten, men diskonterte den ideen og tenkte at intet svart hull kunne være så kraftig. I det papiret sa de "Vi konkluderer med at denne funksjonen mest sannsynlig skyldes gassdynamikk forbundet med en fusjon."
I denne nye artikkelen kom forfatterne til en annen konklusjon. "Det ser ut til å være et veldig alderen fossil av det kraftigste AGN-utbruddet som er sett i en galakse-klynge."
Mengden energi i eksplosjonen er svimlende. Den ga ut fem ganger mer energi enn den forrige plateinnehaveren og hundretusenvis av ganger mer enn typiske klynger.
Et kors i den merkede versjonen viser hvor den sentrale galaksen befinner seg. Den kuleste og tetteste gassen ligger omtrent 6500 lysår unna den sentrale galaksen. I dette bildet tilsvarer det et område som er mindre enn korset som ble brukt til å lokalisere den sentrale galaksen, og kilden til eksplosjonen. Det som er interessant er at hvis gassen beveget seg så langt fra kilden, ville kildesortet hullet bli fratatt drivstoff for vekst. Det igjen ville stoppe jetflyene.
I følge denne nye artikkelen er det nøyaktig hva som har skjedd. "AGN er foreløpig sultet av å anskaffe kjølig gass fordi gassdensitetstoppen fortrenges av kjerneslynging," sier forfatterne. “Selve sloshingene kunne ha blitt satt i gang med denne ekstraordinære eksplosjonen hvis den hadde skjedd i en asymmetrisk gasskjerne. Denne dinosauren kan være et tidlig eksempel på en ny klasse kilder som skal avdekkes av lavfrekvente undersøkelser av galakse klynger. "
Astronomer bruker begrepet “sloshing” for å beskrive forskyvningen av gassen. Det ligner en væske som glir rundt i en beholder. Sloshing utløses vanligvis av to galakse-klynger som fusjonerer, men astronomer tror at eksplosjonen i dette tilfellet kan ha forårsaket den.
Mens det forrige papiret i 2016 utelukkende var basert på Chandra røntgendata, brukte det nye papiret røntgendata fra ESAs XMM Newton for å oppdage den uvanlige buede funksjonen og bekrefte den. De brukte også radiodata fra to observatorier for å undersøke regionen nærmere. Disse dataene bekreftet at den buede kanten faktisk er kanten til et gigantisk radiofossilt hull. Nøkkelen til dette er radioutslippene utenfor hullet, som ble akselerert til nesten-relativistiske hastigheter. En fusjon kunne ikke gjøre det; bare en massiv eksplosjon av materiale kunne.
"Radiodataene passer inn i røntgenbildene som en hånd i en hanske," sa medforfatter Maxim Markevitch fra NASAs Goddard Space Flight Center i Greenbelt, Maryland. "Dette er klinikken som forteller oss at det skjedde et utbrudd av enestående størrelse her."
Utbruddet er i fortiden nå, og astronomer kan ikke se noen bevis for fortsatt AGN-aktivitet fra det sorte hullet. Det stemmer overens med dataene som viser det sorte hullet i en enorm boble av egen produksjon.
"Som ofte er tilfellet i astrofysikk, vi trenger virkelig observasjoner med flere bølgelengder for å virkelig forstå de fysiske prosessene på jobb," sa Melanie Johnston-Hollitt, en medforfatter fra International Center for Radio Astronomy i Australia. "Å ha den kombinerte informasjonen fra røntgen- og radioteleskoper har avslørt denne ekstraordinære kilden, men mer data vil være nødvendig for å svare på de mange gjenværende spørsmålene dette objektet stiller."
Mer:
- Pressemelding: Record-Breaking Explosion av Black Hole Spotted
- Space Magazine: Hva er aktive galaktiske kjerner?
- Forskningsartikkel: Oppdagelse av et gigantisk radiofossil i Ophiuchus-galakse-klyngen
