Spise orgie ved det sorte hul

For første gang observerer astronomer "regnvejr" fra kold gas på fjerne tyngdekraftsgiganter

Mørke, kolde skyer af kondenseret gas på det supermassive sorte hul - det er sådan det kan se ud i hjertet af Abell 2597 (illustration). En kosmisk vejrprognose ville forudsige en nedbør af kondenseret kold gas i anledning af dette syn. © NRAO / AUI / NSF; Dana Berry / SkyWorks; ALMA (ESO / NAOJ / NRAO)
læst op

Astronomer har været vidne til en aldrig før set væddemålbegivenhed i kosmos: skyer af kold intergalaktisk gas, der regner ned på et supermassivt sort hul. Den iskolde regn af kondenseret gas strømmer ved brudhastighed mod gravitationsspidsen. Denne nærende fodring viser, at giganterne blandt de sorte huller har mindst to forskellige "spisevaner", ifølge forskerne i tidsskriftet "Nature".

De er giganterne i deres orden: de supermassive sorte huller i hjertet af galakser kan forene milliarder af solmasser. Når de når deres mægtige størrelse, fortsætter de langsomt med at vokse ved at tiltrække og fortære varm gas fra deres miljø. I henhold til populær teori flyder denne gas mere eller jævnt ind i hullet.

Rasende skyer af klumpet gas

Men det er også meget anderledes, som Grant Tremblay fra Yale University og hans kolleger opdagede ved et uheld. Med teleskopene fra Atacama Large Millimeter / Submillimeter Array (ALMA) observerede de den galaktiske klynge Abell 2597 BCG, som ligger omkring en milliard lysår væk fra os. Faktisk ønskede de at undersøge, hvor mange nye stjerner disse titusinder af lysår producerer store klynger i centrum.

Men da de kiggede nærmere på hjertet af den inderste, mest massive galakse i klyngen, opdagede de noget overraskende: tre massive, klumpede skyer med kold, molekylær gas, kun omkring 300 lysår fra galakas centrale sorte hul. Hver af disse skyer dækker flere millioner solmasser og hastigheder på omkring 300 kilometer i sekundet mod det sorte hul.

"Som en kosmisk regnvejr"

"Denne gas kondenserer og opfører sig på meget samme måde som fugtig luft i jordens atmosfære, som danner regnskyer ved afkøling og forårsager nedbør, " forklarer Tremblay. Han sammenligner gasskyer i den fjerne galakse med en kosmisk regnvejr, som udleder sig over galakse-kernen og på kortest tid bringer masser af stof ind i det sorte hul. udstilling

De kolde gasskyer skynder sig med 300 kilometer i sekundet mod det centrale sorte hul (illustration). NRAO / AUI / NSF; Dana Berry / SkyWorks; ALMA (ESO / NAOJ / NRAO)

"De kondenserede skyer regner ned på galaksen, kører op på stjernedannelse der og fodrer det supermassive sorte hul, " forklarer Tremblay. "Dette er et af de første klare beviser for, at supermassive sorte huller også kan fodre med sådanne flash oversvømmelser af kold gas regn."

For det sorte hul er sådanne skyer en rigtig madorgasme. "Disse tre skyer alene indeholder en enorm mængde energi, " siger medforfatter Michael MacDonald fra Massachusetts Institute of Technology (MIT). "Hvis vi skulle se på dette sorte hul en million år senere, kan det være, at vi ser voldelige udbrud der, hvor vi sluger alt dette højenergimateriale."

To typer "spise"

Denne opdagelse kaster derfor nyt lys over "spisevaner" i supermassive sorte huller. Indtil nu har en langsom, jævn forekomst af varm gas været standardopførslen for sådanne massegiganter. Men nu ser det ud som om disse sorte huller har mindst to forskellige slags "spisning", som astronomerne forklarer.

ALMA-data (rødlig) viser, hvordan kulilte er fordelt i og omkring galaksen. Skyggen svarer til en af ​​de kølige skyer af molekylær gas, der regner ned på det sorte hul. B. Saxton (NRAO / AUI / NSF) / G Tremblay et al./NASA/ESA Hubble / ALMA (ESO / NAOJ / NRAO)

"Diffuseret, varm gas er konstant tilgængelig i små mængder til det sorte hul, " forklarer MacDonald. Denne gasring repræsenterer således, så at sige, hovedfødevarer til det sorte hul. ”Fra tid til anden er der dog en regnstorm med masser af dråber kold gas. På kort tid spiser det sorte hul meget hurtigt, ”siger Macdonald. Earth Giant skubber på en eller anden måde en fodring.

Ikke et isoleret tilfælde

Selvom astronomer indtil videre kun har opdaget tre skyer med kold gas nær det sorte hul, har de mistanke om, at der måske er tusinder af dem i umiddelbar nærhed. Disse kan muligvis endda forårsage gentagne nedture på massegiganterne og holde dem i live på lang sigt.

Forskerne planlægger nu at bruge ALMA-teleskoper i andre galakser for at søge efter sådanne "regnbyger". "Hvis der er tre skyer i vores synslinje, kan der være millioner mere omkring det, " sagde McDonald. De tre gasskyer er blevet forrådt af de milliarder af lysårs lange skygger, de kastede foran mikrobølgebaggrundslyset. (Nature, 2016; doi: 10.1038 / nature17969)

(ESO / MIT / NRAO, 09.06.2016 - NPO)