Hundratals miljoner ljusår bort ligger ett supermassivt svart hål i mitten av en galaxhop med namnet Ophiuchus . Även om svarta hål är kända för att suga in omgivande material, stöter de ibland ut material i jetstrålar. Detta svarta hål är platsen för en nästan ofattbart kraftfull explosion, skapad när en enorm mängd material drevs ut.
'På vissa sätt liknar den här explosionen hur utbrottet av Mt. St. Helens 1980 slet av toppen av berget.'
Simone Giantucci, huvudförfattare.
Ophiuchus galaxhop är cirka 390 miljoner ljusår bort. I mitten av klustret finns en galax med ett supermassivt svart hål. Astronomer som använder data från Chandra X-Ray Observatory och ESA:s rymdfarkost XMM Newton såg det svarta hålets explosion. De använde också radioobservationer från Murchison Widefield Array (MWA) i Australien och Giant Metrewave Radio Telescope (GMRT) i Indien.
Teamet bakom detta arbete publicerade sina resultat i The Astrophysical Journal . Deras tidning heter ' Upptäckt av ett gigantiskt radiofossil i galaxhopen Ophiuchus .” Tidningens huvudförfattare är Simona Giacintucci från Naval Research Laboratory i Washington, DC.
'På vissa sätt liknar den här explosionen hur utbrottet av Mt. Helens 1980 slet av toppen av berget', säger huvudförfattaren Giacintucci. 'En viktig skillnad är att du kan passa in femton Vintergatans galaxer i rad i kratern som detta utbrott slog in i klustrets heta gas.'
Hålet som skapades av explosionen kallas radiofossil. Den är huggen ut ur rymden av strålarna eller strålarna av överhettat material som exploderar ur det svarta hålet och kolliderar med omgivande material. Dessa jetstrålar är resultatet av vad astronomer kallar en aktiv galaktisk kärna, eller AGN, som sänds ut av svarta hål som 'matar'. I det här fallet sågs det utskurna området först i Chandra-bilder av området som en ovanlig böjd kant. Det rapporterades först i en 2016 tidning .
Författarna till den tidningen undrade om ett svart hål kunde ha producerat den här böjda kanten, men avfärdade den idén och tänkte att inget svart hål kunde vara så kraftfullt. I det dokumentet sa de 'Vi drar slutsatsen att den här funktionen med största sannolikhet beror på gasdynamik förknippad med en sammanslagning.'
I denna nya uppsats kom författarna till en annan slutsats. 'Det verkar alltså vara ett mycket åldrat fossil av det mest kraftfulla AGN-utbrott som setts i någon galaxhop.'
Den inre strukturen hos en aktiva galaktiska kärnor. Av Original: Okänd; Vektorisering: Rothwild – Eget arbete baserat på: Galaxies AGN Inner-Structure-of.jpg, CC BY-SA 3.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=46857319
Mängden energi i explosionen är svindlande. Den släppte ut fem gånger mer energi än den tidigare rekordhållaren och hundratusentals gånger mer än typiska kluster.
Ett kors i den märkta versionen visar var den centrala galaxen är belägen. Den svalaste och tätaste gasen ligger cirka 6500 ljusår från den centrala galaxen. I den här bilden motsvarar det ett område som är mindre än det kors som används för att lokalisera den centrala galaxen och källan till explosionen. Vad som är intressant är att om gasen rörde sig så långt från källan, skulle det svarta hålet från källan berövas bränsle för sin tillväxt. Det i sin tur skulle stoppa jetplanen.
Enligt denna nya tidning är det precis vad som har hänt. 'AGN är för närvarande svälter på att accretera kall gas eftersom gasdensitetstoppen förskjuts av kärnans svallning', säger författarna. 'Själva svallningen kunde ha utlösts av denna extraordinära explosion om den hade inträffat i en asymmetrisk gaskärna. Denna dinosaurie kan vara ett tidigt exempel på en ny klass av källor som ska avslöjas genom lågfrekventa undersökningar av galaxhopar.'
Astronomer använder termen 'sloshing' för att beskriva gasens förskjutning. Det liknar en vätska som rinner runt i en behållare. Sloshing utlöses vanligtvis av att två galaxhopar går samman, men astronomer tror att i det här fallet kan explosionen ha orsakat det.
Medan det tidigare 2016-papperet enbart baserades på Chandra-röntgendata, använde det nya papperet röntgendata från ESA:s XMM Newton för att upptäcka den ovanliga böjda funktionen och bekräfta den. De använde också radiodata från två observatorier för att ytterligare undersöka regionen. Dessa data bekräftade att den böjda kanten verkligen är kanten på ett gigantiskt radiofossilhål. Nyckeln till detta är radioutsläppen utanför hålet, som accelererades till nästan relativistiska hastigheter. En sammanslagning kunde inte göra det; bara en massiv explosion av material kunde.
'Radiodata passar in i röntgenstrålarna som en hand i handske', säger medförfattaren Maxim Markevitch från NASA:s Goddard Space Flight Center i Greenbelt, Maryland. 'Det här är den som säger att ett utbrott av aldrig tidigare skådad storlek inträffade här.'
Utbrottet är i det förflutna nu, och astronomer kan inte se några bevis på fortsatt AGN aktivitet från det svarta hålet. Det stämmer överens med data som visar det svarta hålet inuti en enorm bubbla av sin egen tillverkning.
'Som ofta är fallet inom astrofysik behöver vi verkligen observationer av flera våglängder för att verkligen förstå de fysiska processerna i arbetet', säger Melanie Johnston-Hollitt, en medförfattare från International Center for Radio Astronomy i Australien. 'Att ha den kombinerade informationen från röntgen- och radioteleskop har avslöjat denna extraordinära källa, men mer data kommer att behövas för att svara på de många återstående frågorna som detta objekt ställer.'
Mer:
- Pressmeddelande: Rekordbrytande explosion av Black Hole Spotted
- Universum idag: Vad är aktiva galaktiska kärnor?
- Uppsats: Upptäckt av ett gigantiskt radiofossil i galaxhopen Ophiuchus