Pressemeddelelse

Fjerneste fangst af stjerneædende sort hul

30. november 2022

Tidligere i år lød alarmen til European Southern Observatory’s Very Large Telescope (ESO’s VLT) da et oversigtsteleskop havde opdaget en usædvanlig lyskilde i synligt lys. I samarbejde med andre teleskoper blev VLT hurtigt drejet over imod lyskilden: et supertungt sort hul i en fjern galakse, som havde ædt en stjerne, og spyttet resterne ud i en jetstrøm. Med VLT blev det målt til at være det fjerneste, astronomerne til da havde observeret sådan noget. Jetten peger næsten lige imod os, og derfor er det også første gang, en sådan begivenhed er observeret i synligt lys, og det giver nye muligheder for at finde disse særlige tilfælde.
Tre forskere fra Danmark er medforfattere til artiklen.

 

Hvis en stjerne kommer for tæt på et sort hul, bliver den flået istykker af de voldsomme tidevandskræfter omkring det sorte hul i, hvad man kalder et tidal disruption event (TDE). I omkring 1% af disse hændelser dannes der en jet af plasma og stråling, som udspys fra polerne af det roterende sorte hul. I 1971 beskrev en af fædrene til de sorte huller John Wheeler[1] begrebet jetted-TDEs sådan her: "det er som hvis man griber en tube tandpasta hårdt på midten, så systemet sprøjter tandpaste ud af begge ender."

"Vi har kun set en håndfuld af disse jetted-TDEs, og de er stadig meget sjældne og dårligt forståede," siger Nial Tanvir fra University of Leicester i UK. Han har stået i spidsen for de observationer, som har bestemt objektets afstand ved hjælp af VLT. Astronomerne jagter hele tiden disse ekstreme hændelser, for bedre at forstå hvordan den slags jets faktisk dannes, og hvorfor det kun er en lille brøkdel af TDE'erne, som gør det.

I forbindelse med denne eftersøgning er der mange teleskoper, og her iblandt Zwicky Transient Facility (ZTF) i USA og det Nordiske Optiske Teleskop NOT på La Palma, som konstant gennemsøger himlen efter tegn på kortvarige og ofte ekstreme hændelser, som man så derefter kan studere nærmere med større teleskoper, som for eksempel ESOs VLT i Chile. "Vi har opbygget en åben datalinie, hvor vi gemmer og henter vigtig information fra ZTF systemet, så vi kan bliver varslet om atypiske hændelser mens de sker," forklarer Igor Andreoni, som er astronom ved University of Maryland i USA, og som er en af hovedforfatterne til den artikel, som offentliggøres idag i tidsskriftet Nature. Den anden hovedforfatter er Michael Coughlin fra University of Minnesota.

I februar 2022 opdagede ZTF en ny kilde til synligt lys. Hændelsen, som fik betegnelsen AT2022cmc er resterne af et gammaudbrud; den kraftigste lyskilde i Universet. I håbet om at kunne observere det sjældne fænomen i detaljer rettede astronomerne en række teleskoper fra mange steder på kloden imod lyskilden.  Iblandt dem var ESOs VLT, som hurtigt kom på sporet med instrumentet X-shooter. Data fra VLT blev brugt til at fastlægge en afstand som aldrig før observeret til hændelsen: Lyset fra AT2022cmc begyndte sin rejse til os, da Universet kun var omkring en tredjedel af den alder, som det har nu.

21 teleskoper over hele Jorden var med til at indsamle lys i forskellige bølgelængder fra højenergetiske gammastråler til radiobølger. Forskerholdet har sammenholdt disse data med forskellige kendte hændelsestyper, lige fra stjernekollapser til kilonovaer. Men det eneste fænomen, som passer til data er en af de sjældne jetted-TDE'er med jeten pegende lige imod os. Giorgos Leloudas, som er astronom ved DTU Space i Danmark, og medforfatter til artiklen, forklarer: "fordi den relativistiske jet peger imod os, ser hændelsen klarere ud, end hvad man ellers ville se, og den er synlig i mange flere områder af det elektromagnetiske spektrum."

Afstanden målt med VLT til AT2022cmc viser, at det er den fjerneste TDE, som nogensinde er opdaget, men det er ikke det eneste, som gør det her objekt til rekordindehaver. "Til nu er de få jetted-TDE'er, som vi har observeret alle sammen fundet med teleskoper, som arbejder med højenergi-gammastråler eller röntgenstråling, men det her var første gang, hvor vi har fundet en først i optisk, synligt lys," siger Daniel Perley, som er astronom ved Liverpools John Moores Universityt i England, og som er medforfatter til artiklen. Det viser en ny måde at opdage jetted-TDE'er, og dermed kan forskerne endnu bedre studere disse sjældne fænomener, og bliver klogere på de ekstreme forhold omkring sorte huller.

 

Noter

 

[1] John Archibald Wheeler får også ofte æren for at have opfundet selve betegnelsen "sort hul" i en tale hos NASA i 1967.

Kontaktadresser for pressen til de forskere fra Danske Universiteter, som er medforfattere til artiklen:

Emmy Paraskeva (IAASARS, National Observatory of Athens, Grækenland; Department of Astrophysics, Astronomy & Mechanics, University of Athens, Grækenland; Nordic Optical Telescope, Spanien; Institut for Fysik og Astronomi, Aarhus Universitet, Danmark) emmy@not.iac.es

Luca Izzo (DARK, Niels Bohr Institutet, Københavns Universitet, Danmark) Luca.izzo@nbi.ku.dk

Panos Charalampopoulos (DTU Space, Rumforskningsinstituttet, Danmarks Tekniske Universitet, Danmark [DTU])  pngchr@dtu.dk

Giorgos Leloudas (DTU) giorgos@dtu.dk

 

Mere information

 

Forskningsresultaterne er offentliggjort i en artikel med titlen “A very luminous jet from the disruption of a star by a massive black hole”, som offentliggøres i tidsskriftet Nature (doi: 10.1038/s41586-022-05465-8)

Forskerholdet består af Igor Andreoni (Joint Space-Science Institute, University of Maryland, USA [JSI/UMD]; Department of Astronomy, University of Maryland, USA [UMD]; Astrophysics Science Division, NASA Goddard Space Flight Center [NASA/GSFC], USA), Michael W. Coughlin (School of Physics and Astronomy, University of Minnesota, USA), Daniel A. Perley (Astrophysics Research Institute, Liverpool John Moores University, UK), Yuhan Yao (Division of Physics, Mathematics and Astronomy, California Institute of Technology, USA [Caltech]), Wenbin Lu (Department of Astrophysical Sciences, Princeton University, USA), S. Bradley Cenko (JSI/UMD; NASA/GSFC), Harsh Kumar (Indienn Institute of Technology Bombay, Indien [IIT/Bombay]), Shreya Anand (Caltech), Anna Y. Q. Ho (Department of Astronomy, University of California, Berkeley, USA [UCB]; Lawrence Berkeley National Laboratory, USA [LBNL]; Miller Institute for Basic Research in Science, USA), Mansi M. Kasliwal (Caltech), Antonio de Ugarte Postigo (Université Côte d’Azur, Observatoire de la Côte d’Azur, Frankrig), Ana Sagués-Carracedo (The Oskar Klein Centre, Stockholm University, Sverige [OKC]), Steve Schulze (OKC), D. Alexander Kann (Instituto de Astrofisica de Andalucia, Glorieta de la Astronomia, Spanien [IAA-CSIC]), S. R. Kulkarni (Caltech), Jesper Sollerman (OKC), Nial Tanvir (Department of Physics and Astronomy, University of Leicester, UK), Armin Rest (Space Telescope Science Institute, Baltimore, USA [STScI]; Department of Physics and Astronomy, The Johns Hopkins University, USA), Luca Izzo (DARK, Niels Bohr Institutet, Københavns Universitet, Danmark), Jean J. Somalwar (Caltech), David L. Kaplan (Center for Gravitation, Cosmology and Astrophysics, Department of Physics, University of Wisconsin–Milwaukee, USA), Tomás Ahumada (UMD), G. C. Anupama (Indienn Institute of Astrophysics, Bangalore, Indien [IIA]), Katie Auchettl (School of Physics, University of Melbourne, Australien; ARC Centre of Excellence for All Sky Astrophysics in 3 Dimensions; Department of Astronomy and Astrophysics, University of California, Santa Cruz, USA), Sudhanshu Barway (IIA), Eric C. Bellm (DIRAC Institute, University of Washington, USA), Varun Bhalerao (IIT/Bombay), Joshua S. Bloom (LBNL; UCB), Michael Bremer (Institut de Radioastronomie Millimetrique, Frankrig [IRAM]), Mattia Bulla (OKC), Eric Burns (Department of Physics & Astronomy, Louisiana State University, USA), Sergio Campana (INAF-Osservatorio Astronomico di Brera, Italien), Poonam Chandra (National Centre for Radio Astrophysics, Tata Institute of Fundamental Research, Pune University, Indien), Panos Charalampopoulos (DTU Space, Rumforskningsinstituttet, Danmarks Tekniske Universitet, Danmark [DTU]), Jeff Cooke (Australienn Research Council Centre of Excellence for Gravitational Wave Discovery, Swinburne University of Technology, Hawthorn, Australien [OzGrav]; Centre for Astrophysics and Supercomputing, Swinburne University of Technology, Australien [CAS]), Valerio D’Elia (Space Science Data Center - Agenzia Spaziale Italiana, Italien), Kaustav Kashyap Das (Caltech), Dougal Dobie (OzGrav; CAS), Jose Feliciano Agüí Fernández (IAA-CSIC), James Freeburn (OzGrav; CAS), Cristoffer Fremling (Caltech), Suvi Gezari (STScI), Matthew Graham (Caltech), Erica Hammerstein (UMD), Viraj R. Karambelkar (Caltech), Charles D. Kilpatrick (Center for Interdisciplinary Exploration and Research in Astrophysics, Northwestern University, USA), Erik C. Kool (OKC), Melanie Krips (IRAM), Russ R. Laher (IPAC, California Institute of Technology, USA [IPAC]), Giorgos Leloudas (DTU), Andrew Levan (Department of Astrophysics, Radboud University, Nederlandene), Michael J. Lundquist (W. M. Keck Observatory, USA), Ashish A. Mahabal (Caltech; Center for Data Driven Discovery, California Institute of Technology, USA), Michael S. Medford (UCB; LBNL), M. Coleman Miller (JSI/UMD; UMD), Anais Möller (OzGrav; CAS), Kunal Mooley (Caltech), A. J. Nayana (Indienn Institute of Astrophysics, Indien), Guy Nir (UCB), Peter T. H. Pang (Nikhef, Nederlandene; Institute for Gravitational and Subatomic Physics, Utrecht University, Nederlandene), Emmy Paraskeva (IAASARS, National Observatory of Athens, Grækenland; Department of Astrophysics, Astronomy & Mechanics, University of Athens, Grækenland; Nordic Optical Telescope, Spanien; Institut for Fysik og Astronomi, Aarhus Universitet, Danmark), Richard A. Perley (National Radio Astronomy Observatory, USA), Glen Petitpas (Center for Astrophysics | Harvard & Smithsonian, Cambridge, USA), Miika Pursiainen (DTU), Vikram Ravi (Caltech), Ryan Ridden-Harper (School of Physical and Chemical Sciences — Te Kura Matu, University of Canterbury, New Zealand), Reed Riddle (Caltech Optical Observatories, California Institute of Technology, USA), Mickael Rigault (Université de Lyon, Frankrig), Antonio C. Rodriguez (Caltech), Ben Rusholme (IPAC), Yashvi Sharma (Caltech), I. A. Smith (Institute for Astronomy, University of Hawaii, USA), Robert D. Stein (Caltech), Christina Thöne (Astronomical Institute of the Czech Academy of Sciences, Tjekkiet), Aaron Tohuvavohu (Department of Astronomy and Astrophysics, University of Toronto, Canada), Frank Valdes (National Optical Astronomy Observatory, USA), Jan van Roestel (Caltech), Susanna D. Vergani (GEPI, Observatoire de Paris, PSL Research University, Frankrig; Institut d’Astrophysique de Paris, Frankrig), Qinan Wang (STScI), Jielai Zhang (OzGrav; CAS).

European Southern Observatory (ESO) gør det muligt for forskere fra hele Verden at udforske Universets hemmeligheder til nytte for os alle. Vi designer, bygger og driver jordbaserede observatorier i verdensklasse - og herfra kan astronomerne dykke ned i spændende spørgsmål og sprede glæden ved astronomien, samtidig med at det internationale samarbejde omkring astronomi styrkes. ESO blev stiftet som en tværnational organisation i 1962, og idag støttes ESO af 16 medlemstater (Belgien, Danmark, Finland, Frankrig, Irland, Italien, Nederlandene, Polen, Portugal, Spanien, Sverige, Schweiz, Storbritannien, Tjekkiet, Tyskland og Østrig ) med Chile som værtsnation og med Australien som strategisk partner. ESOs hovedkvarter, besøgscenter og planetarium - ESO Supernova - befinder sig tæt ved München i Tyskland, og Atacamaørkenen i Chile er stedet, hvor vore teleskoper er opstillet; i et område hvor der er enestående muligheder for at observere himlen. ESO driver tre observatorier: La Silla, Paranal og Chajnantor. På Paranal driver ESO Very Large Telescope og det tilhørende Very Large Telescope Interferometer, og desuden to oversigtsteleskoper: VISTA, som opererer i det infrarøde og VLT Survey Telescope i det synlige bølgelængdeområde. På Paranal vil ESO ligeledes sørge for driften af Cherenkov Telescope Array South, som bliver Verdens største og mest følsomme observatorium for gammastråler. Sammen med en række internationale partnere driver ESO APEX og ALMA på Chajnantorhøjsletten. Det er to anlæg, som observerer himlen i millimeter- og submillimeterområderne. På Cerro Armazones tæt ved Paranal bygges for tiden "Verdens største himmeløje" - ESOs Extremely Large Telescope. Fra vore kontorer i Santiago, Chile understøtter vi vort arbejde i landet, og samarbejder med partnere i Chile og med hele samfundet.

 

Links

 

 

 

Kontakter

Ole J. Knudsen
ESON-Danmark, Aarhus Space Centre, Aarhus Universitet
Aarhus, Danmark
Mobil: 40594520
Email: eson-denmark@eso.org

Igor Andreoni
Joint Space-Science Institute, University of Maryland, NASA Goddard Space Flight Center
Greenbelt, MD, USA
Tel: +1 (626) 487-7545
Email: andreoni@umd.edu

Daniel Perley
Astrophysics Research Institute, Liverpool John Moores University
Liverpool, UK
Tel: +44 (0)745 6339330
Email: d.a.perley@ljmu.ac.uk

Nial Tanvir
Department of Physics and Astronomy, University of Leicester
Leicester, UK
Email: nrt3@leicester.ac.uk

Giorgos Leloudas
DTU Space, National Space Institute, Technical University of Denmark
Lyngby, Denmark
Email: giorgos@space.dtu.dk

Juan Carlos Muñoz Mateos
ESO Media Officer
Garching bei München, Germany
Tel: +49 89 3200 6176
Email: press@eso.org

Connect with ESO on social media

Dette er en oversættelse af ESO pressemeddelelse eso2216 lavet af ESON - et netværk af personer i ESOs medlemslande, der er kontaktpunkter for medierne i forbindelse med ESO nyheder, pressemeddelelser mm.