Hubble-bild från ett exempel på 20 närliggande kvasarer. Bildkredit: NASA / ESA / ESO Klicka för förstoring
Upptäckten av ett supermassivt svart hål utan en massiv 'värd'-galax är det överraskande resultatet från en stor Hubble- och VLT-studie av kvasarer.
Detta är den första övertygande upptäckten av ett sådant objekt. En spännande förklaring är att värdgalaxen nästan uteslutande är gjord av "mörk materia".
Ett team av europeiska astronomer har använt två av de starkaste astronomiska anläggningarna som finns tillgängliga, NASA / ESA Hubble Space Telescope och ESO Very Large Telescope (VLT) vid Cerro Paranal, för att upptäcka en ljus kvasar utan en massiv värdgalax.
Kvasarer är kraftfulla och typiskt mycket avlägsna källor till enorma mängder strålning. De är vanligtvis förknippade med galaxer som innehåller ett aktivt centralt svart hål.
Teamet genomförde en detaljerad studie av 20 relativt kvasarer i närheten. För 19 av dem fann de, som förväntat, att dessa supermassiva svarta hål omges av en värdgalax. Men när de studerade den ljusa kvasaren HE0450-2958, som ligger cirka 5000 miljoner ljusår bort, kunde de inte hitta bevis för en värdgalax.
Astronomerna antyder att detta kan indikera ett sällsynt fall av en kollision mellan en till synes normal spiralgalax och ett "exotiskt" föremål med ett mycket massivt svart hål.
Med massor som är hundratals miljoner gånger större än solen, finns ofta massiva svarta hål i mitten av de mest massiva galaxerna, inklusive vår egen mjölkväg. Dessa svarta hål manifesterar sig ibland dramatiskt genom att äta materie som de sväljer gravitationellt från sin omgivning.
De bästa matade av dessa objekt lyser som "kvasarer" (står för "kvasi-stjärna objekt" eftersom de ursprungligen hade tänkts vara stjärnor).
Det senaste decenniet av observationer, till stor del med Hubble-teleskopet, har visat att kvasarer normalt är förknippade med massiva värdgalaxer. Att observera värdgalaxen i en kvasar är emellertid ett utmanande arbete eftersom kvasaren överskrider värden och maskerar galaxens underliggande struktur.
För att övervinna detta problem utformade astronomerna en ny och mycket effektiv strategi. Genom att kombinera Hubbles ultraskarpa bilder och spektroskopi från ESO: s VLT såg de sina prov på 20 kvasar samtidigt som en referensstjärna. Stjärnan fungerade som en referenskort för ljuskälla som användes för att bryta kvasarljuset från eventuellt ljus från en underliggande galax.
Trots de innovativa tekniker som användes sågs ingen värdgalax runt HE0450-2958. Detta betyder att om någon värdgalax finns, måste den antingen vara minst sex gånger svagare än typiska värdgalaxer, eller ha en radie mindre än cirka 300 ljusår, dvs 20 till 170 gånger mindre än typiska värdgalaxier (som normalt har radier från ca 6000 till 50 000 ljusår).
"Med den kraftfulla kombinationen av Hubble och VLT är vi övertygade om att vi skulle ha kunnat upptäcka en normal värdgalax," sa Pierre Magain från universitetet? de Li? ge, Belgien.
Astronomerna upptäckte emellertid ett intressant mindre gasmoln på cirka 2500 ljusår breda kvasaren, som de kallar "klumpen". VLT-observationer visar att detta moln glödar eftersom det badar i den intensiva strålningen från kvasaren och inte från stjärnor inuti molnet. Troligtvis är det gasen från detta moln som matar det supermassiva svarta hålet och därmed tillåter det att bli en kvasar.
"Frånvaron av en massiv värdgalax, i kombination med förekomsten av klostret och den stjärnbildande galaxen, får oss att tro att vi har upptäckt en riktigt exotisk kvasar," sade Fr? Dicic Courbin i Ecole Polytechnique Federale de Lausanne, Schweiz.
”Det råder inget tvivel om att en ökning av bildandet av stjärnor i följesgalaxen och själva kvasaren har antändts av en kollision som måste ha ägt rum för cirka 100 miljoner år sedan. Vad som hände med den förmodade kvasarvärdet förblir okänt. ”
HE0450-2958 är ett utmanande fall. Astronomerna föreslår flera möjliga förklaringar. Har värdgalaxen blivit fullständigt störd till följd av kollisionen? Har ett isolerat svart hål fångat gas när han korsade en spiralgalaxis skiva? Detta skulle kräva mycket speciella förhållanden och skulle förmodligen inte ha orsakat en så enorm störning av den närliggande galaxen som observerats. Ytterligare studier kommer förhoppningsvis att klargöra situationen.
En annan spännande hypotes är att galaxen som innehöll det svarta hålet nästan uteslutande var gjord av "mörk materia". Det kan hända att det som observeras är en normal fas i bildandet av en massiv galax, som i detta fall har ägt rum flera tusen miljoner år senare än i de flesta andra.
Originalkälla: ESA Portal
