Hundratals miljoner ljusår bort ligger ett supermassivt svart hål i mitten av en galaxklynge med namnet Ophiuchus. Även om svarta hål är kända för att suga in omgivande material, förvisar de ibland ut material i strålar. Detta svarta hål är platsen för en nästan otänkbart kraftfull explosion som skapades när en enorm mängd material drevs ut.
”På vissa sätt liknar denna sprängning hur utbrottet av Mt. St. Helens 1980 rippade från toppen av berget. ”
Simone Giantucci, huvudförfattare.
Ophiuchus-galaxklyngen är cirka 390 miljoner ljusår bort. I mitten av klustret finns en galax med ett supermassivt svart hål. Astronomer som använde data från Chandra X-Ray Observatory och ESA: s XMM Newton-rymdskepp såg det svarta hålets explosion. De använde också radioobservationer från Murchison Widefield Array (MWA) i Australien och Giant Metrewave Radio Telescope (GMRT) i Indien.
Teamet bakom detta arbete publicerade sina resultat i The Astrophysical Journal. Deras papper har titeln "Upptäckten av en jättestor radiofossil i Ophiuchus galaxkluster." Pappers huvudförfattare är Simona Giacintucci från Naval Research Laboratory i Washington, DC.
”På vissa sätt liknar denna sprängning hur utbrottet av Mt. Helens 1980 rippade från toppen av berget, ”säger huvudförfattaren Giacintucci. "En viktig skillnad är att du kan passa femton Vintergalaxer i rad i krateret som detta utbrott stansade i klusterets heta gas."
Hålet som skapades av explosionen kallas en radiofossil. Det ristas ut ur rymden av strålarna eller balkarna av superuppvärmt material som exploderar ur det svarta hålet och kolliderar med omgivande material. Dessa strålar är resultatet av vad astronomer kallar en aktiv galaktisk kärna, eller AGN, som släpps ut av svarta hål som "matar." I detta fall upptäcktes det snidade området först i Chandra-bilder av området som en ovanlig böjd kant. Det rapporterades först i ett papper 2016.
Författarna till detta papper undrade om ett svart hål kunde ha producerat den böjda kanten, men diskonterade den tanken och trodde att inget svart hål kunde vara så kraftfullt. I detta papper sade de "Vi drar slutsatsen att den här funktionen troligen beror på gasdynamik i samband med en sammanslagning."
I denna nya artikel kom författarna till en annan slutsats. "Det verkar således vara en mycket åldern fossil av det kraftigste AGN-utbrottet som har sett i någon galaxklynge."
Mängden energi i explosionen är häpnadsväckande. Den släppte fem gånger mer energi än den tidigare skivhållaren och hundratusentals gånger mer än vanliga kluster.
Ett kors i den märkta versionen visar var den centrala galaxen ligger. Den svalaste och tätaste gasen ligger cirka 6500 ljusår från centrala galaxen. I den här bilden motsvarar det ett område som är mindre än korset som används för att lokalisera den centrala galaxen och källan till explosionen. Det som är intressant är att om gasen rörde sig så långt från källan, skulle källsvart hålet berövas bränsle för dess tillväxt. Det i sin tur skulle stoppa strålarna.
Enligt det här nya dokumentet är det exakt vad som hände. "AGN är för närvarande svält av att ansluta sval gas för att gasdensitetstoppen förskjuts av kärnsnäckning," säger författarna. ”Själva slossingen kunde ha varit igång med denna extraordinära explosion om den hade inträffat i en asymmetrisk gaskärna. Denna dinosaurie kan vara ett tidigt exempel på en ny klass av källor som ska avslöjas av lågfrekventa undersökningar av galaxkluster. ”
Astronomer använder termen ”sloshing” för att beskriva gasens förskjutning. Det liknar en vätska som slungar runt i en behållare. Sloshing utlöses vanligtvis av två galaxkluster som slås samman, men astronomer tror att i detta fall explosionen kan ha orsakat den.
Medan föregående 2016-papper enbart baserades på Chandra röntgeninformation, använde det nya papperet röntgendata från ESA: s XMM Newton för att upptäcka den ovanliga böjda funktionen och bekräfta den. De använde också radiodata från två observatorier för att ytterligare undersöka regionen. Dessa data bekräftade att den krökta kanten verkligen är kanten på ett gigantiskt radiofossilhål. Nyckeln till detta är radioutsläppen utanför hålet, som accelererades till nästan relativistiska hastigheter. En sammanslagning kunde inte göra det; bara en massiv explosion av material kunde.
"Radiodata passar in i röntgenstrålarna som en hand i en handske," sa medförfattaren Maxim Markevitch från NASA: s Goddard Space Flight Center i Greenbelt, Maryland. "Det här är det som säger att ett utbrott av en aldrig tidigare skådad storlek inträffade här."
Utbrottet är tidigare nu och astronomer kan inte se några bevis på fortsatt AGN-aktivitet från det svarta hålet. Det stämmer överens med uppgifterna som visar det svarta hålet i en enorm bubbla av sig själv.
"Som ofta är fallet inom astrofysik behöver vi verkligen observationer med flera våglängder för att verkligen förstå de fysiska processerna på jobbet," säger Melanie Johnston-Hollitt, en medförfattare från International Center for Radio Astronomy i Australien. "Att ha den kombinerade informationen från röntgen- och radioteleskop har avslöjat denna extraordinära källa, men mer information kommer att behövas för att besvara de många återstående frågorna som detta objekt ställer."
Mer:
- Pressmeddelande: Record-Breaking Explosion av Black Hole Spotted
- Space Magazine: Vad är aktiva galaktiska kärnor?
- Forskningsdokument: Upptäckt av en jättestor radiofossil i Ophiuchus galaxkluster
