Galax OJ287 med sina två enormt stora svarta hål.

 

OJ 287 är en aktiv galax belägen 3,5 miljarder ljusår bort i stjärnbilden Kräftan.

I dess galaxkärna finns ett binärt system bestående av två mycket massiva svarta hål. Det mindre av hålen har en massa motsvarande omkring 100 miljoner gånger solens massa. Det större har en massa motsvarande 18 miljarder solmassor och var vid upptäckten 2008 det största svarta hål som någonsin upptäckts. Om eller när de två massiva svarta hålen i OJ 287 smälter ihop kommer enorma mängder energi att slungas ut i kosmos.

2021 tillbringade TESS flera veckor med att studera OJ 287. Forskare hade då hittat indirekta bevis på att ett mycket massivt svart hål i OJ 287 som kretsar kring ett gigantiskt svart hål som är 100 gånger så stort. För att verifiera existensen av det mindre svarta hålet övervakade TESS ljuset från det primära svarta hålet och jetstrålen som är associerad från detta. Att direkt observera det mindre svarta hålet som kretsar kring det större är mycket svårt, men dess närvaro avslöjades för forskarna genom en plötslig explosion av och ökad ljusstyrka i centrum av galaxen.

En sådan händelse hade aldrig tidigare observerats i OJ287. Men forskaren Pauli Pihajoki från Åbo universitet i Finland hade förutspått och beskrivit att det kunde och borde ske i sin doktorsavhandling redan 2014. Enligt hans avhandling förväntades ett utbrott äga rum i slutet av 2021 och flera satelliter och teleskop var därför fokuserade på galaxen vid den tidpunkten.

TESS-satelliten upptäckte det förväntade utbrottet den 12 november 2021 klockan 02.00 GMT och observationerna publicerades nyligen i en studie gjord av Shubham Kishore, Alok Gupta (Aryabhatta Research Institute of Observational Sciences, Indien) och Paul Wiita (The College of New Jersey, USA). Händelsen varade i 12 timmar. Denna korta varaktighet visar att det är mycket svårt att hitta en skur av stor förändrad ljusstyrka om inte dess tidpunkt är känd i förväg så teleskop kan riktas mot platsen i rätt tid.

I det här fallet visade sig Åboforskarens teori stämma och TESS var riktad mot OJ 287 i precis rätt tid. Upptäckten bekräftades också av NASA:s Swift-teleskop som även detta riktats mot samma mål och tid. Den snabba ökningen av ljusstyrka inträffade när det mindre svarta hålet "sväljer" en stor del av ackretionsskivan som omger det större svarta hålet och det förvandlas till en utåtriktad gasstråle. Jetstrålen från det mindre svarta hålet är sedan ljusstarkare än den från det större svarta hålet i cirka tolv timmar.

Detta resulterar i  att färgen på OJ287 blir mindre rödaktig och istället mer gul. Efter utbrottet återkom den röda färgen. Den gula färgen indikerar att vi under 12-timmarsperioden såg ljuset från det mindre svarta hålet.

–  På grund av det stora avståndet till OJ 287 som är nära fyra miljarder ljusår, kommer det sannolikt att ta mycket lång tid innan observationsmetoder har utvecklats tillräckligt för vi ska kunna ta en bild av det större svarta hålet, beskriver professor Valtonen.

Bild https://www.utu.fi/en/news Här ses de svarta hålen i omloppsbana runt varandra. Båda har jetstrålar kopplade till sig: den större med rödaktig färg och den mindre med en gulaktig färg. Normalt sett är det bara den rödaktiga jetstrålen som syns, men under 12-timmarsperioden den 12 november 2021 dominerade den mindre jetstrålen och gav en direkt signal från det mindre svarta hålet som då kunde observerades för första gången. Fotograf: NASA/JPL-Caltech/R. Hurt (IPAC) och M. Mugrauer (AIU Jena).