eso1631nb — Pressemelding

Sultende sort hull får galakse til å falme

15. september 2016

Astronomer har løst mysteriet rundt den merkelige oppførselen til det supermassive sorte hullet i midten av den fjerne galaksen Markarian 1018. Det ser ut til at kjerneområdet har sluttet å lyse fordi det sorte hullet ikke lenger har nok materiale å fordøye. Observasjonene er utført med ESOs Very Large Telescope, Romteleskopet Hubble og røntgenobservatoriet Chandra.

Mange galakser har ekstremt lyssterke kjerner, der energien stammer fra et supermassivt sort hull. De går under fellesbetegnelsen aktive galakser og er blant de mest lyssterke objekter i universet. Man antar galaksekjernen lyser så kraftig fordi svært varm gass avgir intens stråling idet den faller inn mot det sorte hullet – en prosess som kalles akkresjon. Dette lyset kan variere svært mye fra en aktiv galakse til den andre. Astronomer klassifiserer derfor aktive galakser ut fra egenskapene til lyset de sender ut [1].

Man har observert at noen av disse galaksene kan endre seg dramatisk over så lite som 10 år – bare for et øyeblikk å regne i astronomisk sammenheng. Markarian 1018, den aktive galaksen i denne nye studien, skiller seg ut ved at den i løpet av de siste fem år har gjennomgått en endring som gjør at man for andre gang har måttet endre objektets klassifisering. Fordi lysstyrken nylig har avtatt, har galaksen nå samme klassifisering som den hadde for 30 år siden. Astronomer kjenner til en håndfull galakser som har returnert til sin opprinnelige klassifisering, men ingen er undersøkt like grundig som Markarian 1018.

Oppdagelsen av Markarian 1018s lunefulle natur skjedde ved en tilfeldighet i forbindelse med himmelkartleggingen CARS (Close AGN Reference Survey). CARS er et samarbeidsprosjekt mellom ESO og andre forskningsorganisasjoner, hvor målet er å innhente informasjon om 40 nære galakser med aktive kjerneområder. Det var under rutinemessige observasjoner av Markarian 1018 med MUSE-instrumentet (Multi-Unit Spectroscopic Explorer) på ESOs Very Large Telescope (VLT) at forskerne avslørte overraskende endringer i lyset fra galaksen.

«Vi ble mildt sagt overrasket over å se en så sjelden og dramatisk forandring i Markarian 1018,» sier Rebecca McElroy. Hun er PhD-student ved Universitetet i Sydney og ARC Centre of Excellence for All Sky Astrophysics (CAASTRO) og dessuten hovedforfatteren av en av de to nye forskningsartiklene om oppdagelsen.

Tilfeldighetene ville det slik at observasjonene av galaksen tok til like etter at lysstyrken begynte å avta. Det gav forskerteamet en unik mulighet til å finne ut hva det er som foregår i disse galaksene. «Heldigvis fanget vi opp endringen i lyset bare 3–4 år etter at forløpet startet. Dermed kunne vi sette i gang observasjonskampanjer for å studere detaljer rundt akkresjonsprosessen i aktive galakser,» forklarer Bernd Husemann, leder for CARS-prosjektet og hovedforfatter av den andre av de to forskningsartiklene.

Forskerteamet ville ikke la denne enestående sjansen gå fra seg, så første prioritet var å identifisere hva det er som har fått lysstyrken til Markarian 1018 til å variere så kraftig opp gjennom tiden. Det er flere muligheter: For eksempel kan lysstyrken øke ved at det sorte hullet suger til seg og fortærer en enkeltstjerne [2], mens den kan avta som resultat av at store gasskyer passerer foran det sorte hullet og skygger for den aktive kjernen [3]. Den første muligheten var teamet i stand til å utelukke, mens den andre virket tvilsom. Mekanismen bak Markarian 1018s overraskende lysstyrkevariasjoner forble et mysterium etter første runde med observasjoner.

Teamet samlet imidlertid inn ytterligere data etter å ha blitt tildelt observasjonstid på romteleskopene Hubble og Chandra. Med alle data på bordet hadde astronomene omsider løsningen klar. Akkresjonsskiven rundt det sorte hullet i galaksens kjerne avtar i lysstyrke fordi det ikke tilføres tilstrekkelig med materie. Med andre ord: det sorte hullet sulter.

«Det er mulig dette skyldes at tilførselen av brensel er midlertidig forstyrret, kanskje som følge av vekselvirkninger med et annet supermassivt sort hull,» sier Rebecca McElroy. Det er ikke utenkelig at Markarian 1018 huser to slike sorte hull i bane rundt hverandre. Galaksen oppsto nemlig etter at to galakser – hver trolig med et supermassivt sort hull i midten – kolliderte og smeltet sammen.

Forskere verden over vil fortsette å undersøke mekanismene som får aktive galakser som Markarian 1018 til å forandre seg. «Teamet måtte jobbe raskt for å finne årsaken til Markarian 1018s avtagende lysstyrke. Pågående observasjoner med ESOs teleskoper og andre fasiliteter vil gjøre det mulig å komme enda nærmere inn på de sultende sorte hullene og de spennende aktive galaksene,» avslutter Bernd Husemann.

Fotnoter

[1] Den mest lyssterke klassen aktive galakser er kvasarene, som har en kompakt kjerne som skinner sterkere enn alle galaksens stjerner til sammen. En annen og ikke fullt så ekstrem klasse er såkalte Seyfert-galakser. Opprinnelig opererte astronomer med bare to typer Seyfert-galakser – Type 1 og Type 2 – basert på galaksenes lysstyrke og emisjonsspektrum. Senere har man lagt til ekstra klasser, deriblant Seyfert Type 1.9, som Markarian 1018 tilhørte før lysstyrken plutselig begynte å avta.

[2] Hvis en stjerne kommer for nær det supermassive sorte hullet i midten av en galakse, vil den ekstremt kraftige gravitasjonen rive stjernen i stykker. Vi vil observere dette ved at kjerneområdets lysstyrke plutselig øker, for deretter å avta sakte over en periode på flere år. De observerte lysstyrkevariasjonene til Markarian 1018 passer ikke lysstyrkeprofilen til en slik hendelse.

[3] En gassky som passerer mellom oss og en aktiv galakse, vil blokkere for deler av lyset fra kjerneområdet. Hvis lysstyrken svekkes betydelig, kan det få følger for hvilken klasse astronomene putter den aktive galaksen i. Gasskyen kan også påvirke galaksens lysspektrum, noe som også kan endre klassifiseringen.

Mer informasjon

Studien presenteres i to forskningsartikler i journalen Astronomy & Astrophysics: «Mrk 1018 returns to the shadows after 30 years as a Seyfert 1» og «What is causing Mrk 1018’s return to the shadows after 30 years?»

Forskerteamet består av B. Husemann (ESO, Garching, Tyskland), T. Urrutia (Leibniz-Institut für Astrophysik Potsdam, Potsdam, Tyskland), G. R. Tremblay (Yale Center for Astronomy and Astrophysics, New Haven, USA), M. Krumpe (Leibniz-Institut für Astrophysik Potsdam, Potsdam, Tyskland), J. Dexter (Max-Planck-Institut für extraterrestrische Physik, Garching, Tyskland), V. N. Bennert (Physics Department, California Polytechnic State University, USA), G. Busch (I. Physikalisches Institut, Universität zu Köln, Tyskland), F. Combes (LERMA, Observatoire de Paris, Frankrike), S. M. Croom (Sydney Institute for Astronomy, Sydney, Australia & ARC Centre of Excellence for All-sky Astrophysics), T. A. Davis (School of Physics & Astronomy, Cardiff University, Storbritannia), A. Eckart (I. Physikalisches Institut Universität zu Köln, Tyskland; Max-Planck-Institut für Radioastronomie, Bonn, Tyskland), R. E. McElroy (Sydney Institute for Astronomy, Sydney, Australia & ARC Centre of Excellence for All-sky Astrophysics), M. Pérez-Torres (Instituto de Astrofísica de Andalucía, Granada, Spania), M. Powell (Yale Center for Astronomy and Astrophysics, New Haven, USA) og J. Scharwächter (Gemini Observatory, Northern Operations Center, Hawaii, USA).

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

Bernd Husemann
European Southern Observatory
Garching bei München, Germany
Tlf.: +49 89 3200 6750
E-post: bhuseman@eso.org

Rebecca McElroy
University of Sydney
Sydney, Australia
Tlf.: +61 421 882 513
E-post: rebecca.mcelroy@sydney.edu.au

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 eso1631 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.

Om pressemeldingen

Pressemld. nr.:eso1631nb
Navn:Markarian 1018
Type:Local Universe : Galaxy : Activity : AGN : Seyfert
Facility:Very Large Telescope
Instruments:MUSE
Science data:2016A&A...593L...8M

Bilder

Den aktive galaksen Markarian 1018
Den aktive galaksen Markarian 1018
Himmelen rundt den aktive galaksen Markarian 1018
Himmelen rundt den aktive galaksen Markarian 1018
Posisjonen til galaksen Markarian 1018 i stjernebildet Hvalen
Posisjonen til galaksen Markarian 1018 i stjernebildet Hvalen

Videoer

Zoom inn på den uvanlige, aktive galaksen Markarian 1018
Zoom inn på den uvanlige, aktive galaksen Markarian 1018

Se også