eso1618is — Fréttatilkynning

Svarthol nærist á steypiregni úr geimgasi

8. júní 2016

Alþjóðlegur hópur stjörnufræðinga sem notaði Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) hefur komið auga á veðurfyrirbæri við vetrarbraut sem aldrei hefur sést áður — risavaxið gasský sem fellur eins og regn inn að risasvartholi í miðju risavetrarbrautar í eins milljarðs ljósára fjarlægð frá Jörðinni. Niðurstöðurnar verða birtar í tímaritinu Nature hinn 9. júní 2016.

Nýju mælingar ALMA eru fyrstu beinu sannanirnar fyrir því að köld og þétt ský geta orðið til úr heitu geimgasi og fallið ofan í risasvarthol í miðju vetrarbrauta. Mælingar ALMA breyta líka hugmyndum manna um hvernig risasvarthol nærast í gegnum ferli sem kallast aðsóp.

Áður fyrr töldu stjörnufræðingar að risasvarthol í stærstu vetrarbrautunum nærðust á stöðugum en hægfara skömmtum af heitu, jónuðu gasi úr hjúpum vetrarbrauta. Mælingar ALMA sýna að þegar réttar veðuraðstæður skapast í vetrarbrautum geta svartholin líka gleypt kekkjótt og óreiðukennd risaský úr mjög köldu sameindagasi.

„Þetta menn hafi spáð fyrir um þetta á undanförnum árum eru mælingarnar fyrstu ótvíræðu sönnunargögnin fyrir því að óreiðukennt, kalt regn næri risasvarthol,“ sagði Grant Tremblay, stjörnufræðingur við Yale háskóla í New Haven í Connecticut í Bandaríkjunum og áður vísindamaður hjá ESO, aðalhöfundur nýrrar greinar um rannsóknina. „Það er spennandi að hugsa til þess að við gætum í raun verið að sjá slagveður á stærð við vetrarbraut næra svarthol sem er 300 milljón sinnum massameira en sólin okkar.“

Tremblay og samstarfsfólk hans notaði ALMA til að skyggnast inn í óvenju bjarta þyrpingu um 50 vetrarbrauta sem kallast Abell 2597. Í miðri þyrpingunni er risavaxin sporvöluvetrarbraut sem jafnframt er bjartasta vetrarbrautin í Abell 2597 þyrpingunni. Í geimnum á milli vetrarbrautanna er örþunnur hjúpur úr heitu, jónuðu gasi sem hafði áður verið mælt með Chandra röntgengeimsjónauka NASA.

„Þetta gríðarheita gas getur kólnað hratt, þést og fallið sem regn á svipaðan hátt og þegar hlýtt, rakt loft á jörðinni verður að regnskýjum og úrkomu,“ sagði Tremblay. „Gasskýin falla svo niður á vetrarbrautina þar sem þau knýja myndun nýrra stjarna og næra risasvartholið.

Við miðju þessarar vetrarbrautar hafa stjörnufræðingar uppgötvað þessa sviðsmynd: Þrír stórir kekkir úr köldu gasi eru að falla í átt að risasvartholinnu í kjarna vetrarbrautarinnar á um milljón kílómetra hraða á klukkustund. Hvert ský inniheldur álíka mikið efni og milljón sólir og er tugir ljósára á breidd.

Alla jafna er erfitt koma auga á fyrirbæri af þessu tagi yfir svo miklar vegalengdir, jafnvel með ALMA. Þau komu hins vegar í ljós vegna milljarðs ljósára langra „skugga“ sem skýin varpa á jörðina [1].

Viðbótargögn frá Very Long Baseline Array sjónaukaröð National Science Foundation benda til þess að gasskýið sem ALMA rannsakaði sé aðeins um 300 ljósár frá miðju svartholinu og því við það að falla ofan í svartholið, á stjarnfræðilegan mælikvarða.

Þótt ALMA hafi aðeins fundið þrjú köld gasský nálægt svartholinu geta stjörnufræðingar sér til um að mörg þúsund slík geti verið í nágrenninu. Steypiregnið heldur því líklegast áfram og getur knúið virkni svartholsins um langa hríð.

Stjörnufræðingarnir hyggjast nú nota ALMA til að leita að samskonar „slagveðri“ í öðrum vetrarbrautum til að finna út hvort geimveður af þessu tagi sé jafn algengt og kenningar nútímans gera ráð fyrir.

Skýringar

[1] Skuggarnir verða til þegar ógegnsæ gasskýin, sem falla inn að svartholinu, byrgja sýn á bjartan bakgrunninn. Ljósið í bakgrunninum er á millímetrabylgjulengdum og kemur frá rafeindum sem snúast í segulsviði mjög nálægt risasvartholinu í miðjunni.

Frekari upplýsingar

Rannsóknin var kynnt í greininni „Cold, clumpy accretion onto an active supermassive black hole“, eftir Grant R. Tremblay o.fl., sem birtist í tímaritinu Nature hinn 9. júní 2016.

Í rannsóknarteyminu eru Grant R. Tremblay (Yale University, New Haven, Connecticut, USA; ESO, Garching, Germany), J. B. Raymond Oonk (ASTRON, Netherlands Institute for Radio Astronomy, Dwingeloo, the Netherlands; Leiden Observatory, Leiden University, Leiden, the Netherlands), Françoise Combes (LERMA, Observatoire de Paris, PSL Research University, College de France, CNRS, Sorbonne University, Paris, France), Philippe Salomé (LERMA, Observatoire de Paris, PSL Research University, College de France, CNRS, Sorbonne University, Paris, France), Christopher O’Dea (University of Manitoba, Winnipeg, Canada; Rochester Institute of Technology, Rochester, New York, USA), Stefi A. Baum (University of Manitoba, Winnipeg, Canada; Rochester Institute of Technology, Rochester, New York, USA), G. Mark Voit (Michigan State University, East Lansing, Michigan, USA), Megan Donahue (Michigan State University, East Lansing, Michigan, USA), Brian R. McNamara (Waterloo University, Waterloo, Ontario, Canada), Timothy A. Davis (Cardiff University, Cardiff, United Kingdom; ESO, Garching, Germany), Michael A. McDonald (Kavli Institute for Astrophysics & Space Research, MIT, Cambridge, Massachusetts, USA), Alastair C. Edge (Durham University, Durham, United Kingdom), Tracy E. Clarke (Naval Research Laboratory Remote Sensing Division, Washington DC, USA), Roberto Galván-Madrid (Instituto de Radioastronomía y Astrofísica, UNAM, Morelia, Michoacan, Mexico; ESO, Garching, Germany), Malcolm N. Bremer (University of Bristol, Bristol, United Kingdom), Louise O. V. Edwards (Yale University, New Haven, Connecticut, USA), Andrew C. Fabian (Institute of Astronomy, Cambridge University, Cambridge, United Kingdom), Stephen Hamer (LERMA, Observatoire de Paris, PSL Research University, College de France, CNRS, Sorbonne University, Paris, France) , Yuan Li (University of Michigan, Ann Arbor, Michigan, USA ), Anaëlle Maury (Laboratoire AIMParis-Saclay, CEA/DSM/Irfu CNRS, University Paris Diderot, CE-Saclay, Gif-sur-Yvette, France), Helen Russell (Institute of Astronomy, Cambridge University, Cambridge, United Kingdom), Alice C. Quillen (University of Rochester, Rochester, New York, USA), C. Megan Urry (Yale University, New Haven, Connecticut, USA), Jeremy S. Sanders (Max-Planck-Institut für extraterrestrische Physik, Garching bei München, Germany), and Michael Wise (ASTRON, Netherlands Institute for Radio Astronomy, Dwingeloo, the Netherlands).

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
Stjörnufræðivefurinn
Ísland
Farsími: 8961984
Tölvupóstur: eson-iceland@eso.org

Grant Tremblay
Yale University
New Haven, Connecticut, USA
Sími: +1 207 504 4862
Tölvupóstur: grant.tremblay@yale.edu

Francoise Combes
LERMA, Paris Observatory
France
Tölvupóstur: francoise.combes@obspm.fr

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 eso1618.

Um fréttatilkynninguna

Fréttatilkynning nr.:eso1618is
Nafn:Abell 2597
Tegund:Local Universe : Galaxy : Component : Central Black Hole
Facility:Atacama Large Millimeter/submillimeter Array
Science data:2016Natur.534..218T

Myndir

Artist’s impression of cold intergalactic rain
Artist’s impression of cold intergalactic rain
texti aðeins á ensku
Artist’s impression of cold intergalactic rain
Artist’s impression of cold intergalactic rain
texti aðeins á ensku
Composite image of Abell 2597 brightest cluster galaxy
Composite image of Abell 2597 brightest cluster galaxy
texti aðeins á ensku

Myndskeið

Artist’s impression of cold intergalactic rain
Artist’s impression of cold intergalactic rain
texti aðeins á ensku

Sjá einnig