eso1515is — Fréttatilkynning

ALMA sviptir hulunni af gríðarsterku segulsviði við risasvarthol

Ljósi varpað á dularfullu ferlin sem eiga sér stað við brún sjóndeildarinnar

16. apríl 2015

Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) hefur svipt hulunni af gríðarsterku segulsviði mjög nálægt sjóndeild risasvarthols, miklu sterkara en mælst hefur í kjarna nokkurrar annarrar vetrarbrautar. Mælingarnar hjálpa stjörnufræðingum að skilja uppbyggingu og myndun risasvarthola í miðjum vetrarbrauta og háhraða rafgasstróka sem þau varpa gjarnan frá pólsvæðum sínum. Niðurstöðurnar birtast í tímaritinu Science sem kemur út 17. apríl 2015.

Risasvarthol, oft meira en þúsund milljón sinnum massameiri en sólin, er að finna í miðju næstum allra vetrarbrauta í alheiminum. Slík svarthol getur sankað að sér miklu efni sem myndar aðsópskringlur eða -skífur í kringum þau. Stærstur hluti efnisins fellur hinn í svartholið en hluti þess getur líka sloppið rétt áður en það fellur inn og þýtur þá út í geiminn á nærri ljóshraða í rafgasstróki út frá pólum svartholsins. Skilning skortir á því hvernig þetta gerist en talið er að sterkt segulsvið mjög nálægt sjóndeildinni leiki lykilhlutverk í ferlinu og hjálpi efninu að losna úr gapandi gini myrkursins.

Hingað til hafa stjörnufræðingar aðeins náð að rannsaka veik segulsvið í nokkurra ljósára fjarlægð frá þeim [1]. Nú hafa stjörnufræðingar við Chalmers tækniháskólann og Onsala Space Observatory í Svíþjóð notað ALMA til að mæla sterkt segulsvið mjög nálægt sjóndeild risasvarthols í vetrarbrautinni PKS 1830-211. Segulsviðið er nákvæmlega á þeim stað þar sem efni er að þjóta burt í strók á ofsahraða frá svartholinu.

Stjörnufrðingarnir mældu styrk segulsviðsins með því að rannsaka skautun ljóssins þegar það barst frá svartholinu.

„Skautun er mjög mikilvægur eiginleiki ljóss og mikið notaður í daglegu lífi, til dæmis í sólgleraugum eða þrívíddargleraugum í kvikmyndahúsum,“ segir Ivan Marti-Vidal aðalhöfundur greinarinnar um rannsóknina. „Þegar náttúruleg skautun verður til er hægt að mæla segulsvið, þar sem skautun ljóssins breytist þegar það ferðast um segulmagnað efni. Í þessu tilviki mældum við ljós með ALMA sem hafði ferðast í gegnum efni mjög nálægt svartholinu, frá stað sem er uppfullur af mjög segulmögnuðu rafgasi.“

Stjörnufræðingarnir beittu nýrri greiningartækni sem þeir höfðu þróað fyrir mælingar ALMA og komust að því að skautunarstefna ljóssins, sem barst frá miðju PKS 1830-211, hafði snúist [2]. Aldrei áður hafa viðlíka mælingar verið gerðar á jafn stuttum bylgjulengdum og gera þær mönnum kleift að rannsaka svæði sem eru mjög nálægt svartholinu í miðjunni [3].

„Við fundum skýr merki um snúning í skautun ljóssins sem er hundrað sinnum meiri en mesta skautun sem áður hafði mælst í alheiminum,“ segir Sebastien Muller, meðhöfundur greinarinnar. „Uppgötvunin er stórt skref fram á við þegar kemur að tíðinni sem notuð var við mælingarnar, þökk sé ALMA, og hvað varðar fjarlægð segulsviðsins frá svartholinu — aðeins örfáa ljósdaga frá sjóndeildinni. Niðurstöðurnar og frekari rannsóknir eiga eftir að hjálpa okkur að skilja hvað gengur í rauninni á í næsta nágrenni risasvarthola.“

Skýringar

[1] Mun veikari segulsvið fannst í nágrenni hins tiltölulega óvirka risasvarthols í miðju Vetrarbrautarinnar. Nýlegar mælingar með hálfsmillímetra bylgjulengdum hafa ennfremur leitt í ljós veikt segulsvið í virku vetrarbrautinni NGC 1275.

[2] Segulsvið leiða til Faraday snúnings sem veldur því að skautunin snýst á mismunandi hátt á mismunandi bylgjulengdum. Það hvernig snúningurinn er veltur á bylgjulengdinni sem segir okkur til um segulsviðið á svæðinu.

[3] Mælingar ALMA voru gerðar á um 0,3 millímetra bylgjulengd en eldri mælingar voru á mun lengri útvarpsbylgjulengdum. Einungis ljós með millímetra bylgjulengd getur borist frá svæðinu mjög nálægt svartholinu en efni gleypir lengri bylgjulengdir.

Frekari upplýsingar

Rannsóknin var kynnt í greininni „A strong magnetic field in the jet base of a supermassive black hole“ sem birtist í Science hinn 17. apríl 2015.

Í rannsóknarteyminu I. Martí-Vidal (Onsala Space Observatory og Department of Earth and Space Sciences, Chalmers University of Technology, Svíþjóð), S. Muller (Onsala Space Observatory og Department of Earth and Space Sciences, Chalmers University of Technology, Svíþjóð), W. Vlemmings (Department of Earth and Space Sciences og Onsala Space Observatory, Chalmers University of Technology, Svíþjóð), C. Horellou (Department of Earth and Space Sciences, Chalmers University of Technology, Svíþjóð) og S. Aalto (Department of Earth and Space Sciences, Chalmers University of Technology, Svíþjóð).

Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), alþjóðleg stjörnustöð, er samstarfsverkefni ESO, National Science Foundation (NSF) í Bandaríkjunum og National Institutes of Natural Sciences (NINS) í Japan, í samvinnu við Chile. ALMA er fjármögnuð af ESO fyrir hönd aðildarríkja þess, af NSF í samstarfi við National Research Council of Canada (NRC) og National Science Council of Taiwan (NSC) og NINS í samvinnu við Academia Sinica (AS) í Taívan og Korea Astronomy and Space Science Institute (KASI).

ESO sér um smíði og rekstur ALMA fyrir hönd aðildarríkjanna en National Radio Astronomy Observatory (NRAO), sem lýtur stjórn Associated Universities, Inc. (AUI), fyrir hönd Norður Ameríku og National Astronomical Observatory of Japan (NAOJ) fyrir hönd austur Asíu. Samþætt stjórnun á smíði, prófun og rekstri ALMA er í umsjá Joint ALMA Observatory (JAO).

ESO er fremsta fjölþjóðlega stjörnustöð Evrópu og lang öflugasta stjörnustöð heims. Hún nýtur stuðnings 16 landa: Austurríkis, Belgíu, Brasilíu, Tékklands, Danmörku, Finnlands, Frakklands, Þýskalands, Ítalíu, Hollands, Póllands, Portúgals, Spánar, Svíþjóðar, Sviss og Bretlands, auk gestaþjóðarinnar Chile. ESO heldur úti metnaðarfullum verkefnum sem miða að hönnun, smíði og starfsemi öflugra stjörnustöðva á jörðinni sem gera stjörnufræðingum kleift að gera mikilvægar uppgötvanir. ESO leikur líka lykilhlutverk í að efla og skipuleggja samstarf í stjarnvísindarannsóknum. ESO starfrækir þrjár stjörnuathugunarstöðvar í heimsflokki: La Silla, Paranal og Chajnantor. Á Paranalfjalli starfrækir ESO Very Large Telescope, fullkomnustu stjörnusjónauka heims sem notaðir eru til athugana á sýnilegu ljósi og tvo kortlagningarsjónauka. VISTA er stærsti kortlagningarsjónauki veraldar fyrir innrautt ljós og VLT Survey Telescope er stærsti sjónauki heims sem eingöngu er ætlað að kortleggja himinn í sýnilegu ljósi. ESO er stór þátttakandi í ALMA, stærsta stjarnvísindaverkefni heims. Á Cerro Armazones, skammt frá Paranal, er ESO að smíða 39 metra risasjónauka, European Extremely Large Telescope eða E-ELT sem verður „stærsta auga jarðar“.

Tenglar

Tengiliðir

Sævar Helgi Bragason
Háskóli Íslands
Reykjavík, Ísland
Farsími: 8961984
Tölvupóstur: eson-iceland@eso.org

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

Richard Hook
ESO, Public Information Officer
Garching bei München, Germany
Sími: +49 89 3200 6655
Farsími: +49 151 1537 3591
Tölvupóstur: rhook@eso.org

Connect with ESO on social media

Þetta er þýðing á fréttatilkynningu ESO eso1515.

Um fréttatilkynninguna

Fréttatilkynning nr.:eso1515is
Nafn:Black hole
Tegund:Early Universe : Star : Evolutionary Stage : Black Hole
Facility:Atacama Large Millimeter/submillimeter Array
Science data:2015Sci...348..311M

Myndir

Artist’s impression of a supermassive black hole at the centre of a galaxy
Artist’s impression of a supermassive black hole at the centre of a galaxy
texti aðeins á ensku

Myndskeið

Artist’s impression of a supermassive black hole at the centre of a galaxy
Artist’s impression of a supermassive black hole at the centre of a galaxy
texti aðeins á ensku

Sjá einnig