eso1515nb — Pressemelding

ALMA avslører ekstremt kraftig magnetfelt nær supermassivt sort hull

Kaster lys over mystiske prosesser ved kanten av hendelseshorisonten

16. april 2015

Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) har avdekket et ekstremt kraftig magnetfelt svært nær hendelseshorisonten til et supermassivt sort hull. Magnetfeltet er mye sterkere enn det man noen gang før har oppdaget i en galaksekjerne. Dette nye funnet hjelper astronomer med å forstå oppbygningen til og dannelsen av disse massive monstrene som holder til i hjertet av de fleste galakser. Det gir også innsikt i plasmajetene som ofte skytes ut i voldsomme hastigheter fra polområdene. Studien presenteres i journalen Science 17. april 2015.

Supermassive sorte hull, gjerne flere milliarder ganger mer massive en Sola, finnes i midten av nesten alle galakser i universet. De omgir seg med enorme mengder materiale i form av det astronomer kaller en akkresjonsskive. Mesteparten av materialet i skiven vil omsider bli sugd inn i det sorte hullet, men noe av det klarer å unnslippe i siste liten og blir slynget ut i rommet i nær lysets hastighet i form av to motsatt rettede jetstråler av plasma. Astronomer vet ikke nøyaktig hvordan dette skjer, men man antar at sterke magnetfelter svært nær det sorte hullets hendelseshorisont spiller en avgjørende rolle.

Fram til nå har man bare observert svake magnetfelter i rimelig store avstander – dvs. flere lysår – fra sorte hull [1]. Ved hjelp av ALMA har imidlertid astronomer ved Chalmers tekniske høyskole og Onsala romobservatorium i Sverige identifisert signaler som direkte knyttes til et kraftig magnetfelt svært nær hendelseshorisonten til det supermassive sorte hullet i midten av den fjerne galaksen PKS 1830-211. Magnetfeltet ligger nøyaktig der materien plutselig kastes vekk fra det sorte hullet i form at en jetstråle.

Teamet målte styrken til magnetfeltet ved å studere hvordan lyset fra jetstrålen ble polarisert mens det bevegde seg bort fra det sorte hullet.

"Polarisasjon er en viktig egenskap ved lys og anvendes ofte i dagliglivet, for eksempel i solbriller og 3D-briller," sier Martí-Vidal, hovedforfatteren av forskningsartikkelen der resultatene presenteres. "Polarisasjon i naturen kan brukes til å måle styrken på magnetfelter ettersom lyset endrer sin polarisasjon når det passerer gjennom et magnetisk medium. I dette tilfellet hadde strålingen vi observerte med ALMA gått gjennom materiale svært nær det sorte hullet, et område som er fullt av sterkt magnetisert plasma."

Astronomene tok i bruk sin egen nyutviklede metode for å analysere ALMA-dataene. De oppdaget at polarisasjonen til strålingen som kom fra kjernen til PKS 1830-211, hadde rotert [2]. Dette gav dem informasjon om magnetfeltet i området. Observasjonene ble dessuten utført på de korteste bølgelengder man noen gang har brukt i en slik studie, noe som gjorde det mulig å kartlegge regionen helt inntil det sorte hullet i galaksekjernen [3].

"Vi har funnet klare tegn på polarisasjonsrotasjon fra det sorte hullet, og graden av denne er flere hundre ganger sterkere enn det man noen gang har funnet i universet tidligere," kommenterer medforfatter Sebastien Muller. "Oppdagelsen vår er et stort framskritt når det gjelder både de korte bølgelengdene vi observerer på, noe vi kan takke ALMA for, og nærheten til det sorte hullet. Faktisk målte vi magnetfeltet bare noen få lysdager [4] unna hendelseshorisonten. Denne studien og framtidige observasjoner vil hjelpe oss i arbeidet med å forstå hva som egentlig foregår i området like ved supermassive sorte hull."

Fotnoter

[1] Mye svakere magnetfelter er oppdaget i nærheten av det forholdsvis inaktive supermassive sorte hullet i sentrum av vår egen galakse, Melkeveien. Nylige observasjoner gjort på millimeterbølgelengder har dessuten avdekket svake magnetfelter i den aktive galaksen NGC 1275.

[2] Magnetfelter gir oppgav til såkalt Faraday-rotasjon, som gjør at polarisasjonen roterer på forskjellige måter avhengig av strålingens bølgelengde. Denne effekten kan utnyttes for å undersøke styrken på magnetfeltet.

[3] ALMA-observasjonene ble gjort ved en effektiv bølgelengde på omkring 0,3 millimeter, mens tidligere studier ble utført på mye lengre radiobølgelengder. Bare lys med bølgelengde på rundt en millimeter unnslipper regionen svært nær det sorte hullet. Mer langbølget stråling blir absorbert.

[4] En lysdag er avstanden lyset tilbakelegger på en dag.

Mer informasjon

Studien presenteres i en forskningsartikkel i journalen Science 17. april 2015: "A strong magnetic field in the jet base of a supermassive black hole".

Forskerteamet består av I. Martí-Vidal (Onsala Space Observatory and Department of Earth and Space Sciences, Chalmers University of Technology, Sverige), S. Muller (Onsala Space Observatory and Department of Earth and Space Sciences, Chalmers University of Technology, Sverige), W. Vlemmings (Department of Earth and Space Sciences and Onsala Space Observatory, Chalmers University of Technology, Sverige), C. Horellou (Department of Earth and Space Sciences, Chalmers University of Technology, Sverige) og S. Aalto (Department of Earth and Space Sciences, Chalmers University of Technology, Sverige).

Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) er et internasjonalt samarbeid mellom ESO, det amerikanske National Science Foundation (NSF), National Institutes of Natural Sciences (NINS) i Japan samt vertsnasjonen Chile. ALMA finansieres av ESO på vegne av organisasjonens medlemsland, av NSF i samarbeid med National Research Council (NRC) i Canada og National Science Council (NSC) i Taiwan, og av NINS i samarbeid med Academia Sinica (AS) i Taiwan og Korea Astronomy and Space Science Institute (KASI).

Byggingen og driften av ALMA ledes av ESO på vegne av organisasjonens medlemsland, av National Radio Astronomy Observatory (NRAO), som styres av Associated Universities Inc. (AUI), på vegne av Nord-Amerika, og av National Astronomical Observatory of Japan (NAOJ) på vegne av Øst-Asia. Joint ALMA Observatory (JAO) står for den overordnede ledelse og administrasjon av byggefasen, oppstart og drift av ALMA.

ESO, European Southern Observatory, er den fremste mellomstatlige astronomiorganisasjonen i Europa og verdens desidert mest produktive astronomiske observatorium. Organisasjonen er finansiert av 16 land: Belgia, Brasil, Danmark, Finland, Frankrike, Italia, Nederland, Polen, Portugal, Spania, Storbritannia, Sveits, Sverige, Tsjekkia, Tyskland og Østerrike, samt vertsnasjonen Chile. ESOs ambisiøse virksomhet fokuserer på design, bygging og drifting av effektive bakkebaserte observasjonsanlegg for å muliggjøre banebrytende vitenskapelige oppdagelser. ESO spiller også en ledende rolle i å fremme og organisere samarbeid innenfor astronomisk forskning. ESO driver tre unike, verdensledende observatorier i Chile: La Silla, Paranal og Chajnantor. Ved Paranal har ESO oppført Very Large Telescope, verdens mest avanserte astronomiske observatorium for synlig lys, og to såkalte kartleggingsteleskoper. VISTA observerer i infrarødt og er verdens største kartleggingsteleskop, mens VLT Survey Telescope er det største teleskopet som er designet utelukkende for himmelkartlegginger i synlig lys. ESO er en viktig partner i ALMA, nåtidens største astronomiprosjekt. På Cerro Armazones, ikke langt fra Paranal, er ESO i ferd med å bygge European Extremely Large Telescope (E-ELT). Med en speildiameter på 39 meter vil dette bli det største "øye" i verden som skuler opp på himmelen.

Linker

Kontakter

Jan-Erik Ovaldsen
Oslo, Norge
E-post: eson-norway@eso.org

Andreas O. Jaunsen
Oslo, Norge
E-post: eson-norway@eso.org

Ivan Marti-Vidal
Onsala Space Observatory
Onsala, Sweden
Tlf.: +46 31 772 55 57
E-post: ivan.marti-vidal@chalmers.se

Richard Hook
ESO, Public Information Officer
Garching bei München, Germany
Tlf.: +49 89 3200 6655
Mob.: +49 151 1537 3591
E-post: rhook@eso.org

ESO i sosiale medier

Dette er en oversettelse av ESOs pressemelding eso1515 i regi av ESON, et nettverk av personer i ESOs medlemsland (samt noen utenfor ESO, som Norge) som fungerer som lokale mediekontakter i forbindelse med pressemeldinger og andre nyheter fra ESO. Norske kontakter er astronomene Jan-Erik Ovaldsen og Andreas O. Jaunsen. Pressemeldingen er oversatt av JEO.

Om pressemeldingen

Pressemld. nr.:eso1515nb
Type:Early Universe : Star : Evolutionary Stage : Black Hole
Facility:Atacama Large Millimeter/submillimeter Array
Science data:2015Sci...348..311M

Bilder

Kunstnerisk framstilling av et supermassivt sort hull i midten av en galakse
Kunstnerisk framstilling av et supermassivt sort hull i midten av en galakse

Videoer

Kunstnerisk framstilling av et supermassivt sort hull i midten av en galakse
Kunstnerisk framstilling av et supermassivt sort hull i midten av en galakse

Se også