Ett uppvaknande av ett svart hål

Bild https://www.esa.int  Ett svart hål och dess omgivning enligt en illustratörs intryck.

Vi vet att supermassiva svarta hål (miljontals gånger solens massa) lurar i mitten av de flesta galaxer (troligen alla). Till skillnad från idén om att svarta hål ständigt "slukar materia" kan dessa gravitationsmonster tillbringa långa perioder i en vilande, inaktiv fas (troligen sammanfallande med att ingen gas eller stjärna finns att sluka just då).

Detta var fallet med det svarta hålet i centrum av SDSS1335+0728, en avlägsen och oansenlig galax 300 miljoner ljusår bort i stjärnbilden Jungfrun. Efter att ha varit inaktiv i årtionden lyste den nyligen upp och börja producera blixtar av röntgenljus. De första tecknen på aktivitet dök upp i slutet av 2019, när galaxen oväntat började lysa starkt och då drog till sig astronomers uppmärksamhet.

Efter att ha studerat fenomenet i flera år kom dessa fram till att de ovanliga förändringarna troligen var resultatet av att det svarta hålet plötsligt "slogs på" – gick in i en aktiv fas. Den ljusa, kompakta, centrala delen av galaxen är nu klassificerad som en aktiv galaxkärna. I februari 2024 började ett team under ledning av Lorena Hernández-García, forskare vid Valparaiso-universitetet i Chile att se skurar av röntgenstrålar komma från det svarta hålet med nästan jämna mellanrum.

– Denna sällsynta händelse ger astronomer möjlighet att observera ett svart håls beteende i realtid med hjälp av röntgenteleskopen XMM-Newton och NASA:s NICER, Chandra och Swift. Ett fenomen från ett svart hål som detta kallas ett kvasiperiodiskt utbrott, eller QPE. QPE:er är kortlivade utbrottshändelser. Och det här är första gången vi har observerat en sådan händelse från ett svart hål som nu verkar vara på väg att vakna upp, beskriver Lorena.

De extraordinära egenskaperna hos hålet med återkommande utbrott fick forskargruppen även att överväga andra möjligheter. En ackretionskiva kan bildas av gas och som fångats in av det svarta hålet i dess närhet och gett uppvaknandet. Effekten behöver inte vara från en sönderfallande stjärna som dras in i hålet vilket sker då och då vid svarta hål. I detta scenario skulle röntgenutbrotten komma från mycket energirika stötar i ackretionsskivan, framprovocerad av ett litet himlaobjekt som numera färdas genom denna och stör materialet som finns i skivan som  kanske i eoner cirklat lugnt på ett säkert avstånd om det svarta hålet.

Så skeendet nu är troligen gas som kommer i närkontakt med det svarta hålet då det blivit rörelser i denna efter att en störning i gravitationen förändrats. Kanske i form av ett utifrån kommande gasmoln utifrån som kraschat in i det som fanns i ackretionsskivan.