eso2016is — Fréttatilkynning

Sjónaukar ESO finna vetrarbrautir fastar í vef risasvarthols

1. október 2020

Stjörnufræðingar sem notuðu Very Large Telescope (VLT) ESO hafa komið auga á sex vetrarbrautir í kringum risasvarthol frá þeim tíma þegar alheimurinn var innan við milljarð ára gamall. Er þetta í fyrsta sinn sem svo þéttur hópur sést svo stuttu eftir Miklahvell. Uppgötvunin hjálpar okkur að skilja betur hvernig risasvarthol eins og það sem lúrir í miðju Vetrarbrautarinnar verða til og stækka. Uppgötvunin styður líka þá kenningu að öran vöxt svarthola megi gjarnan rekja til stórra efnisvefja sem geyma nægt gas til að næra þau.

„Rannsóknin var aðallega gerð af þeirri þörf að skilja sum flóknustu fyrirbæri alheimsins – risasvarthol í árdaga alheims. Þau eru öfgakennd fyrirbæri og til þessa höfum við ekki getað útskýrt tilvist þeirra nægilega vel,“ sagði Marco Mignoli, stjörnufræðingur við National Institute for Astrophysics (INAF) í Bologna á Ítalíu og aðalhöfundur greinar um rannsóknina sem birtist í dag í tímaritinu Astronomy & Astrophysics Letters.

Nýju mælingarnar voru gerðar með VLT sjónauka ESO. Þær sýna nokkrar vetrarbrautir sem umlykja risasvarthol í eins konar „köngulóarvef“ úr gasi sem er 300 sinnum stærri en Vetrarbrautin okkar. „Gasþræðirnir eru eins og köngulóarþræðir,“ sagði Mignoli. „Vetrarbrautirnar eru og vaxa þar sem þræðirnir skerast og gas streymir eftir þeim. Þannig næra þeir bæði vetrarbrautirnar og risasvartholið í miðjunni.“

Ljósið frá vetrarbrautunum sem umlykja eins milljarðs sólmassa risasvartholið hefur ferðast til okkar frá þeim tíma þegar alheimurinn var aðeins 0,9 milljarða ára gamall. „Niðurstöður okkar hafa bætt mikilvægu púsli við mynd sem er fremur ófullkomin og lýsir myndun og vexti þessara stóru en algengu fyrirbæra svo skömmu eftir Miklahvell,“ sagði Roberto Gill, meðhöfundur greinarinnar sem einnig er stjörnufræðingur við INAF í Bologna.

Fyrstu risasvartholin sem talin eru hafa myndast við þyngdarhrun fyrstu stjarnanna hljóta að hafa vaxið mjög hratt til að verða milljarður sólmassa innan fyrsta ármilljarðsins í sögu alheimsins. Það hefur reynst stjörnufræðingum örðugt að útskýra hvernig nógu mikið „svartholaeldsneyti“ gæti hafa verið til staðar og gerði þeim kleift að vaxa svo hratt á svo stuttum tíma. Þessar nýfundnu myndanir veita líklega skýringu: „Köngulóavefurinn“ og vetrarbrautirnar í honum inniheldur nægilega mikið gas til að næra svartholið í miðjunni nógu hratt til þess að það verði risasvarthol.

En hvernig urðu vefirnir til til að byrja með? Stjörnufræðingar telja líklegt að hjúpar úr hulduefni séu lykillinn að því. Talið er að stór svæði ósýnilegu hulduefni hafi dregið til sín mikið gas snemma í sögu alheimsins. Saman hafi þessar tvær gerðir efnis myndað vefina þar sem vetrarbrautir og svarthol geta þróast.

„Niðurstöður okkar renna stoðum undir þá hugmynd að fjarlægustu og efnismestu svartholin myndist og vaxi innan stórra hulduefnishjúpa í stórgerð alheimsins og að skortur á slíkum myndunum hafi einfaldlega verið vegna þess að mælitækin okkar námu þær ekki,“ sagði Colin Norman við John Hopkins háskólann í Baltimore í Bandaríkjunum og meðhöfundur greinarinnar.

Viðfangsefnin eru meðal daufustu vetrarbrauta sem sjónaukinn getur mælt. Til að gera uppgötvunina urðu mælingar að standa yfir með stærstu sjónaukum heims klukkustundum saman, þar á meðal með VLT sjónauka ESO. Með MUSE og FORS2 mælitækjunum á VLT í Paranal-stjörnustöð ESO í Atacamaeyðimörkinni í Chile staðfesti hópurinn tengslin milli fjögurra vetrarbrauta af sex og svartholsins. „Við teljum okkur aðeins hafa séð toppinn á ísjakanum og að þær vetrarbrautir sem við höfum fundið í kringum risasvartholið séu aðeins þær björtustu,“ sagði meðhöfundurinn Barbara Balmaverde, stjörnufræðingur við INAF í Torino á Ítalíu.

Niðurstöðurnar betrumbæta skilning tilurð og þróun risasvarthola og stórra myndana í alheiminum. Extremely Large Telescope (ELT), sem ESO er að byggja í Chile, getur byggt ofan á þessar mælingar og finna mun daufari vetrarbrautir umhverfið efnismikil svarthol í árdaga alheimsins með sínum öflugu mælitækjum.

Frekari upplýsingar

Rannsóknin var kynnt í greininni „Web of the giant: Spectroscopic confirmation of a large-scale structure around the z = 6.31 quasar SDSS J1030+0524“ sem birtist í Astronomy & Astrophysics Letters (doi: 10.1051/0004-6361/202039045).

Í teyminu eru M. Mignoli (INAF, Bologna, Italy), R. Gilli (INAF, Bologna, Italy), R. Decarli (INAF, Bologna, Italy), E. Vanzella (INAF, Bologna, Italy), B. Balmaverde (INAF, Pino Torinese, Italy), N. Cappelluti (Department of Physics, University of Miami, Florida, USA), L. Cassarà (INAF, Milano, Italy), A. Comastri (INAF, Bologna, Italy), F. Cusano (INAF, Bologna, Italy), K. Iwasawa (ICCUB, Universitat de Barcelona & ICREA, Barcelona, Spain), S. Marchesi (INAF, Bologna, Italy), I. Prandoni (INAF, Istituto di Radioastronomia, Bologna, Italy), C. Vignali (Dipartimento di Fisica e Astronomia, Università degli Studi di Bologna, Italy & INAF, Bologna, Italy), F. Vito (Scuola Normale Superiore, Pisa, Italy), G. Zamorani (INAF, Bologna, Italy), M. Chiaberge (Space Telescope Science Institute, Maryland, USA), C. Norman (Space Telescope Science Institute & Johns Hopkins University, Maryland, USA).

ESO er fremsta fjölþjóðlega stjörnustöð Evrópu og lang öflugasta stjörnustöð heims. Hún nýtur stuðnings 16 landa: Austurríkis, Belgíu, Tékklands, Danmörku, Finnlands, Frakklands, Þýskalands, Ítalíu, Írlands, 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, Extremely Large Telescope eða ELT sem verður „stærsta auga jarðar“.

Tenglar

Tengiliðir

Sævar Helgi Bragason
Stjörnufræðivefurinn
Ísland
Tölvupóstur: eson-iceland@eso.org

Marco Mignoli
INAF Bologna
Bologna, Italy
Sími: +39 051 6357 382
Tölvupóstur: marco.mignoli@inaf.it

Roberto Gilli
INAF Bologna
Bologna, Italy
Sími: +39 051 6357 383
Tölvupóstur: roberto.gilli@inaf.it

Barbara Balmaverde
INAF Torino
Pino Torinese, Italy
Tölvupóstur: barbara.balmaverde@inaf.it

Colin Norman
Johns Hopkins University
Baltimore, USA
Tölvupóstur: norman@stsci.edu

Bárbara Ferreira
ESO Public Information Officer
Garching bei München, Germany
Sími: +49 89 3200 6670
Farsími: +49 151 241 664 00
Tölvupóstur: pio@eso.org

Connect with ESO on social media

Þetta er þýðing á fréttatilkynningu ESO eso2016.

Um fréttatilkynninguna

Fréttatilkynning nr.:eso2016is
Nafn:SDSS J103027.09+052455.0
Tegund:Early Universe : Galaxy : Activity : AGN : Quasar
Early Universe : Galaxy : Component : Central Black Hole
Early Universe : Galaxy : Grouping : Multiple
Facility:Very Large Telescope
Instruments:FORS2, MUSE
Science data:2020A&A...642L...1M

Myndir

Artist’s impression of the web of the supermassive black hole
Artist’s impression of the web of the supermassive black hole
texti aðeins á ensku
Location of the supermassive black hole’s web in the constellation of Sextans
Location of the supermassive black hole’s web in the constellation of Sextans
texti aðeins á ensku
Wide-field view of the sky around the supermassive black hole’s web
Wide-field view of the sky around the supermassive black hole’s web
texti aðeins á ensku

Myndskeið

Animation of the web of the supermassive black hole
Animation of the web of the supermassive black hole
texti aðeins á ensku
Zooming in on the web of the supermassive black hole
Zooming in on the web of the supermassive black hole
texti aðeins á ensku

Sjá einnig