Alma-teleskopet har upptäckt pulserande vind från vintergatans svarta hål.

 

Bild https://www.almaobservatory.org  Ovan sammansatta bild är data från Atacama Large Millimeter/submillimeter Array och NASAs Chandra X-Ray Observatory. Den visar att en vind blåser bort från Skytten A* (Sgr A*). Det svarta hålet i centrum av vår galax. Den vita pricken i mitten av bilden visar Sgr A*. Det  orange är data från ALMA-radioteleskop i Chile som kartlägger platsen för den kalla gasen kolmonoxid  på bilden. Blått är röntgendata från NASAs Chandra X-ray Observatory. En stor konformad hålighet, vilket är frånvaro av kall gas i ALMA-datan utan är fylld av varm röntgenutsändande gas sedd Chandra-datan. Forskare tror att en het, energirik vind från Sgr A* skapade denna struktur genom att svepa bort den kalla gasen och avge het gas det svarta hålet. Bildkredit: Northwestern Univ./M. Gorski; Röntgen: NASA/CXC/SAO; Radio: ESO/NAOJ/NRAO/ALMA

Astronomerna som använder Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) har äntligen funnit tydliga bevis för att det supermassiva svarta hålet i Vintergatans centrum, Sagittarius A* (Sgr A*), blåser ut en het kosmisk vind  något forskare ansett ske men inte funnit bevis på  i över 50 år förrän nu. Astronomisk teori säger att när ett svart hål drar till sig omgivande gas men bör  också blåsa ut en del material i form av vindar eller jetstrålar. Hittills hade vinden från vintergatans svarta hål aldrig bekräftats säkert. 

Med flera års mycket detaljerade ALMA-observationer kartlade astronomer kall gas inom bara några ljusår från Sgr A*. Efter att noggrant ha tagit bort det svarta hålets starka radiostrålning i datan upptäckte de ett gigantiskt, konformat hål i den kalla gasen riktat rakt mot det svarta hålet och avtrycket av en kraftig het aktiv vind  från Sgr A*.  

Min tanke är om detta med gasupptäckten kan ha samband med teorin om Hawkingstrålning?  Teorin beskriver att svarta hål i teorin strålar ut partiklar. Partiklar som flyr dränerar effektivt energi från det svarta hålet. I Hawkings  teori avger svarta hål små mängder termisk strålning vid en temperatur som räknas ut med en rätt avancerad ekvation som beskrivs här . Det svarta hålet drar till sig materia gas från sin omgivning en del av denna gas studsar tillbaks i händelsehorisonten utåt i stället för att hamna i det svarta hålet. Om ingen  ingen gas finns vid ett svart hål som kan dras ner i det avdunstar det svarta hålet nästan helt över en visserligen ofantlig tid men avdunstar likväl.

Teamet uppskattar att denna vind har blåst i minst 20000 år. Men den är relativt mild jämfört med de dramatiska jetstrålar som upptäckts i andra galaxer. Genom att avslöja denna sedan länge eftersökta vind har ALMA (och Chandra) hjälpt till att lösa ett decennier gammalt mysterium och gett forskarna den klaraste bild hittills av hur ett supermassivt svart hål både kan dra åt sig och omforma sin omgivning i Vintergatans centrum. 

Studien har publicerats som "The Discovery of a Large Active Wind from the Milky Way's Central Black Hole" av M. Gorsky och E. Murchikova i The AstrophysicalJournal Letters. 

Ett mycket stort och avlägset svart hål har upptäckts

 

PÅ bilden ovan finns det mest avlägsna svarta hål som någonsin upptäckts i röntgenljus, upptäckten kan förklara hur några av de första supermassiva svarta hålen i universum bildades.

Det extremt avlägsna svarta hålet finns i galaxen UHZ1 i riktning mot galaxhopen Abell 2744. Galaxhopen Abell finns cirka 3,5 miljarder ljusår från jorden. Webb-data avslöjar dock att UHZ1 är mycket längre bort än Abell 2744. Avståndet till UHZ1 är ca 13,2 miljarder ljusår en tid då universum var 3 % av sin nuvarande ålder.

Genom att använda mer än två veckors observationdata från röntgenteleskopet Chandra kunde forskarna upptäcka röntgenstrålningen från UHZ1 och ett växande supermassivt svart hål i mitten av galaxen. Röntgensignalen är extremt svag och Chandra kunde bara upptäcka den utifrån lång observation – med hjälp av fenomenet gravitationslinsning som förstärkte signalen med en faktor fyra. Upptäckten är viktig för att förstå hur vissa supermassiva svarta hål – de som innehåller upp till miljarder solmassor och befinner sig i galaxernas centrum – kunde nå kolossal massa strax efter big bang. 

Astronomerna fann starka bevis för att det nyupptäckta svarta hålet i UHZ1 uppstod  massivt. De uppskattar att dess massa är mellan 10 och 100 miljoner solar baserat på röntgenstrålningens ljusstyrka och energi. Detta massområde liknar det för alla stjärnor i galaxer miljarder ljusår bort (att det svarta hålets massa är likartat med galaxens stjärnors massa). Något som inte stämmer i yngre galaxer där svarta hål i mitten av galaxen vanligtvis bara innehåller ungefär en tiondels procent av massan hos galaxens stjärnor.

Det svarta hålets stora massa i universums unga år, plus mängden röntgenstrålning det producerar och dess ljusstyrka som upptäcktes av Webbteleskopet stämmer överens med teoretiska förutsägelser från 2017 för ett "överdimensionerat svart hål" som bildats direkt efter kollapsen av ett enormt gasmoln.

Artikeln som beskriver resultaten av studien publicerades i Nature Astronomy och ett preprint finns tillgängligt online.

Bland författarna finns Akos Bogdan (Centrum för astrofysik | Harvard & Smithsonian), Andy Goulding (Princeton University), Priyamvada Natarajan (Yale University), Orsolya Kovacs (Masaryk University, Tjeckien), Grant Tremblay (CfA), Urmila Chadayammuri (CfA), Marta Volonteri (Institut d'Astrophysique de Paris, Frankrike), Ralph Kraft (CfA), William Forman (CfA), Chrisine Jones (CfA), Eugene Churazov (Max Planck Institute for Astrophysics, Tyskland) och Irina Zhuravleva (University of Chicago).

Bilden från https://chandra.harvard.edu/ innehåller det mest avlägsna svarta hål som någonsin upptäckts i röntgenstrålning, ett resultat som kan förklara hur några av de första supermassiva svarta hålen i universum bildades direkt vid bigbang. Som det rapporterades i pressmeddelandet gjordes denna upptäckt med hjälp av röntgenstrålteleskopet från NASA:s Chandra X-ray Observatory (lila) och infraröda data från NASA:s James Webb Space Telescope (rött, grönt, blått).

Där nya stjärnor inte borde finnas men likväl finns .

 

James Webb Space Telescope har bekräftat att det sker nybildning av stjärnor nära Vintergatans centrala svarta hål. En plats där så inte borde kunna ske.

Detta då det i närområdet av galaxens svarta hål finns stark strålning och stark gravitation vilket borde vara extremt ogästvänliga förhållanden för nybildning av stjärnor.

I årtionden har astronomer observerat unga stjärnor nära Vintergatans centrum. En stjärnhop där känd som IRS13 upptäcktes för över 20 år sedan. Genom att kombinera data från många olika teleskop har astronomer bekräftat att stjärnorna i IRS13 bara är cirka 100 000 år gamla, kosmiskt nyfödda jämfört med jordens sol (4,6 miljarder år gammal), för att inte tala om Vintergatan själv (13,6 miljarder år gammal).

Analysen av IRS13 och den åtföljande tolkningen av hopen är det första försöket att lösa ett decennium gammalt mysterium om de oväntat unga stjärnorna i Vintergatans centrum vilket beskrivs i en ny studie där huvudförfattaren är Florian Peißker, astronom vid Kölns universitets institut för astrofysik.

Peißker och hans kollegor anser att stjärnhopen kan vara nyckeln till att förstå hur så unga stjärnor hamnade där de inte borde finnas.

Vi har samlat in omfattande bevis för att mycket unga stjärnor inom det supermassiva svarta hålets räckvidd kan ha bildats i stjärnhopar som IRS13. Det är också första gången vi har kunnat identifiera stjärnpopulationer av olika åldrar – heta huvudseriestjärnor och unga framväxande stjärnor – i en stjärnhop så nära Vintergatans centrum, beskriver Florian Peißker.

Observationerna tyder på att vissa stjärnor i IRS13 (de heta huvudseriestjärnorna) kan ha kommit till längre ut i  galaxen (längre från det centrala svarta hålet) och sedan migrerat närmare IRS13 och det svarta hålet tills de slutligen fångades in av dess gravitationskraft. När IRS13-hopen drogs in mot set svarta hålet bildades en bogchock – en ansamling av material där spetsen på hopen plöjde genom det stoftrika interstellära mediet, ungefär som fören på ett skepp som skär genom vattnet – vilket stimulerade fler stjärnor att bildas.

 Stjärnbildningsområdet beskrevs i en artikel publicerad den 10 oktober i The Astronomical Journal.

Bild vikipedia Vintergatsbandet i riktning mot Skytten.