Bild https://www.yorku.ca/
Konstnärs tolkning av en kvasar. Den
svarta pricken i mitten representerar det supermassiva svarta hålet i kvasarens
centrum. Den röd-gula spiralen runt denna visar skivan av het gas som faller in i
det svarta hålet. En del av denna gas släpps iväg i kvasarens vind, som visas i
ljusblått. Storleken på skivan som visas är jämförbar med storleken på vårt
solsystem. Kredit: NASA/CXC/M. Weiss, Nahks Tr'Ehnl, Nurten Filiz Ak
Den gängse förklaringen till denna närmast bestående energikälla är att kvasarer är aktiva galaxkärnor. En kvasar är ett
supermassivt svart hål omgivet av en ackretionsskiva i centrum av en galax.
Kvasarens strålning är ett resultat av att gas som närmar sig det svarta hålet
hettas upp i ackretionsskivan och genom jetstrålar som avger energi i form av
UV-strålning.
Ett team under ledning av forskare vid York University i Toronto, Kanada har upptäckt den snabbaste UV-
vind som upptäckts ur ett supermassivt svart hål som någonsin upptäckts i ultravioletta
våglängder drivet av ackretionskivan som består av gas och är kvasaren, som
omger det svarta hålet.
Ultraviolett ljus
(UV-strålning) är en osynlig form av elektromagnetisk strålning med våglängder
mellan 100 och 400 nanometer (nm) vilket är kortare än våglängderna för synligt
ljus. Den största källan är solen. Ultraviolett (UV) ljus kan interagera med
och gradvis bryta ner materia. Högenergirik UV-strålning (som UV-C) kan
excitera elektroner och bryta kemiska bindningar i materia (även organiska
material och plaster) vilket får dem att vittra sönder eller avdunsta.
"Den här kvasaren har ett svart hål med 1,7 miljarder
gånger mer massa än vår sol. Det är inget konstigt med det. Men oväntat är att
den innehåller gas som rör sig mot jorden med 30 procent av ljusets hastighet," beskriver
York-professor Patrick Hall vid naturvetenskapliga fakulteten.
Beskrivningen av fyndet har publicerats i en peer-reviewed artikel i The Astrophysical Journal, utgiven av The American Astronomical Society.
Forskarteamet bestod av York-doktoranden med huvudförfattaren Lucas Seaton, doktoranden Marianna Veltri och grundutbildningsstudenten
Zezhou Zhu, tillsammans med kollegor från University of Washington Bothell och
andra medlemmar i Sloan Digital Sky Survey (SDSS)-samarbetet.
"Denna kvasar, känd som J2318 (Jay Twenty-Three
Eighteen) finns i en galax i stjärnbilden
Pegasus," beskriver Seaton. "När det gäller vindens hastighet kan den kallas en kategori 79-orkan," beskriver Seaton. "Varje
kategori av orkaner är ungefär 20 procent kraftigare än kategorin under föregående tal. Att
kalla den kategori 79 ger en uppfattning om hur kraftig den är. Men
naturligtvis är denna vind olik alla vindar på jorden. I kvasarer ses ofta
vindar av gas som drivs bort från det svarta hålet av kvasarens ljus," beskriver
Seaton. "Vinden i J2318 drivs av ljusstrålar av ultravioletta våglängder
med hastigheter upp till 30 procent av ljusets hastighet. Ännu snabbare vindar
kan finnas vid röntgenvåglängder men J2318 är den snabbaste som någonsin upptäckts
vid ultravioletta våglängder (UV-strålning)."
Till skillnad från gastryck som driver atmosfäriska vindar
på jorden, drivs vindar från kvasarer åtminstone delvis av ljusstrålar.
Enskilda ljuspaket (kallade fotoner) studsar mot eller absorberas av atomer i
gasen och accelererar dessa.
"Kvasarer avger så många fotoner att dessa små tryck
summeras till extrema hastigheter," beskriver Seaton. "Problemet är
att fotonerna också kan trycka bort elektroner från atomerna vilket gör atomer osynliga. Hur man pressar gasen till de hastigheter vi ser samtidigt som kol-
och kiseljonerna vi ser bevaras intakta är svårt att förstå." Upptäckten bygger
på data från två komponenter av SDSS, en internationell undersökning av
natthimlen till vilken hundratals astronomer har bidragit sedan starten 1998,
nämligen SDSS-IV Time-Domain Spectroscopic Survey och SDSS-V Black Hole Mapper.
Veltri flaggade kvasaren som potentiellt intressant i SDSS-V
under 2023 när hon var grundutbildningsstudent vid York. Efter att ha tittat på
den med programvara som Zhu satt upp insåg Hall att den hade en extremt snabb
vind.
"Kanada har en andel av det åtta meter stora Frederick
C. Gillett Gemini-teleskopet (även känt som Gemini North) på Hawai'i, och vi
föreslog omedelbart observationer med det. Där lyckades man bekräfta dess rekordhöga
vindhastighet," beskriver Zhu och tillägger att han ofta involverar
York-studenter i forskning som en del av sitt eget deltagande i SDSS.
Zhu beskriver att "precis som en regnbåge sprider
solens ljus i olika våglängder (färger), sprider SDSS ut ljuset från vissa
stjärnor, galaxer och kvasarer till deras 'spektra'. Från spektrat lär sig eleverna öva i att upptäcka ovanliga kvasarer. Tidigare
var det endast doktorandastronomer eller doktorander som studerade för en
doktorsexamen som hade möjlighet till en sådan upptäckt men SDSS möjliggör nu för
grundutbildningsstudenter att göra det."
Studiens medförfattare, docent Paola Rodríguez Hidalgo vid
University of Washington at Bothell, tillägger: "Både Patrick och jag har
arbetat tillsammans med grundutbildningsstudenter tack vare SDSS Faculty
and Students Team (FAST)-initiativet stödjs nu dessa samarbeten. Initiativ som
detta gör det möjligt för studenter att fokusera på forskning samtidigt som de
avslutar sina grundutbildningar. Dessa studenter kommer att bli nästa
generation forskare och gör redan vetenskapliga upptäckter."
Medförfattaren Liliana Flores, som arbetade med professor
Rodríguez Hidalgo som grundutbildningsstudent vid UW Bothell och som deltog i SDSS Faculty and Students Team (FAST),
beskriver att hon var mycket glad att få bidra till studien av detta extrema
utflödesfall. "Jag ansvarade för att anpassa absorptionsprofilerna i
kvasarspektrumet för att bestämma deras hastighet och ekvivalenta bredder.
Upprepade observationer visade att mängden absorberat ljus förändras över tid.
Något i vindförhållandena måste förändras för att det ska hända." Sökningar
fortsätter efter fler extrema höghastighetsutflöden från kvasarer. Det kommer inte att vara lätt att hitta ett snabbare ultraviolett
utflöde än J2318, men vi fortsätter denna sökning i det närliggande universum
liksom i de mest avlägsna delarna av universum ." beskriver Flores
Min tanke är om det
kan vara Hawkingstrålning som upptäckts?
Det blir för långt inlägg att förklara denna här intresserade kan läsa
om den i stället i wikipedia kortfattat här.