Chandra röntgenobservatorium har hittat ett kosmiskt "spöke" som lurar runt ett avlägset supermassivt svart hål. Men denna blå klump ser grym ut som en annan kosmisk gasblåsa som hittades av Galaxy Zoo-medlem Hanny Van Arkel, det berömda föremålet som heter Hannys Voorwerp. Kan de två objekten vara likadana?
Astronomer säger att "spöket" som Chandra hittade är resterna av en diffus röntgenkälla, som kvarstår efter att annan strålning från det svarta hålets utbrott dog bort. Objektet, HDF 130, är över 10 miljarder ljusår bort och fanns vid en tidpunkt 3 miljarder år efter Big Bang, då galaxer och svarta hål bildades i hög takt.
Hannys Voorwerp har varit ett mysterium sedan det hittades 2007 som en del av Galaxy Zoo-projektet. Ny forskning om föremålet avslöjar att Voorwerpen också troligen kommer att vara en rest från ett utbrott av svart hål. I de ursprungliga Sloan Digital Sky Survey-bilderna av Hannys Voorwerp visade objektet sig som blått, men ytterligare spektralanalys visade att det faktiskt är grönt. Voorwerpen studerades av Swift gamma-ray satellit, som också kan ta upp ultravioletta och röntgenstrålning, men satelliten kom inte med något avgörande. Westerbork Synthesis Radio Telescope (WSRT) tittade emellertid på Hannys Voorwerp och bestämde att svarthålstrålar tillät strålar med intensiva optiska och ultravioletta utsläpp från det svarta hålet att värma och belysa en liten del av ett stort gasmoln som omger delvis den närliggande galaxen, IC 2497.
Men Galaxy Zoo-astronomer misstänker att röntgenstrålar kan spela en roll också i Voorwerpen. Det avbildades nyligen av Suzaku röntgenteleskop för att se om det är synligt i den delen av spektrumet, liksom för att undersöka den aktuella aktiviteten i det supermassiva svarta hålet. Resultaten av den observationen analyseras fortfarande. Yale-astronomen Kevin Schawinski skrev nyligen i Galaxy Zoo Blog att detektering av hårda röntgenfotoner skulle ge bevis på ett aktivt supermassivt svart hål i IC 2497, vilket skulle belysa Voorwerpen. "Om vi å andra sidan inte tar upp någonting, kan vi vara säkra på att det svarta hålet har slutat matas, dvs. det har verkligen stängts av," skrev Schawinski.
Så är de två föremålen, "spöket" av HDF 130 och Hanny's Voorwerp liknande? Ja - och nej - sa Chandra-forskaren Dr. Peter Edmonds.
"Det finns verkligen några grundläggande likheter mellan dessa två föremål, i och med att båda genererades av utbrott från ett supermassivt svart hål, antingen i form av ljus strålning eller jets, berättade Edmonds till Space Magazine." Också i båda fallen utbrottet från svart hål verkar ha dött ner. ”
Detaljerna för de två föremålen är emellertid mycket olika, sade Edmonds. ”Hannys Voorwerp innebär ett ljust eko medan röntgenspöket tros bildas genom en interaktion mellan den komiska bakgrundsstrålningen och partiklarna i en jet. De ses uppenbarligen med mycket olika våglängder. Spöket finns också i det tidiga universum på mycket större avstånd än Hanny's Voorwerp och är fysiskt mycket större. "
Dessutom misstänker Chandra-teamet att ett mycket kraftfullt och stort utbrott var ansvarig för bildandet av spöket, mycket kraftfullare än för Hannys Voorwerpen.
Andy Fabian från Cambridge University i Storbritannien, huvudförfattare på papper om HDF 130-spöket, tror att objektets röntgenstrålning är bevis på ett utbrott motsvarande cirka en miljard supernovor, som sprängde partiklar med nästan hastigheten av ljus. När utbrottet pågick producerade det enorma mängder radio- och X-strålning, men efter flera miljoner år bleknade radiosignalen från synen när elektronerna strålade bort sin energi.
Detta är det första röntgenspöket som någonsin har sett efter radioljusstrålarnas bortfall. Astronomer har observerat omfattande röntgenemission med liknande ursprung, men endast från galaxer med radioutsläpp i stora skalor, vilket indikerar fortsatt utbrott. I HDF 130 detekteras endast en punktkälla i radiobilder, sammanfaller med den massiva elliptiska galaxen som ses i dess optiska bild.
Denna radiokälla indikerar att HDF 130: s supermassiva svarta hål kan växa.
Med Hannys Voorwerp söker dock astronomer fortfarande efter alla tecken på aktivitet från det svarta hålet.
Ett annat argument att de två föremålen är olika är deras form. Den linjära formen på HDF 130: s röntgenkälla överensstämmer med formen på radiostrålar och inte med formen på ett galaxklynge, som förväntas vara cirkulärt. Energifördelningen av röntgenstrålarna överensstämmer också med tolkningen av ett röntgenspöke.
Hanny's Voorwerp har alla kännetecken för ett interagerande system. "Gasen beror antagligen på en tidvatteninteraktion mellan IC 2497 och en annan galax, som inträffade för flera hundra miljoner år sedan," sade Dr. Tom Oosterloo, en del av teamet som studerade Voorwerpen med WSRT.
Det finns fler skillnader mellan de två föremålen, främst att spöken som den från HDF 130 kan vara vanlig i universum, medan Voorwerpen bara kan vara en engångshändelse. "Gasströmmen slutar tre hundra tusen ljusår väster om IC2497, och alla bevis pekar på en grupp galaxer i spetsen av strömmen som ansvarar för denna freak kosmiska olycka," sade Oosterloo.
Chandra-astronomen Caitlin Casey, också från Cambridge, sa: "Detta resultat antyder att röntgenhimlen bör ströas av sådana spöken, särskilt om utbrott av svarthål är lika vanliga som vi tror att de är i det tidiga universum."
Så nu när astronomer vet var och nu för att leta efter röntgenobjekt som det av HDF 130, kommer vi sannolikt att höra om mer kosmiska röntgenspöken i framtiden. Men Hannys Voorwerp verkar vara unik.
Källor: Chandra, tidigare UT-artikel, e-postutbyte med Dr. Peter Edmonds, Galaxy Zoo
