Ett svart hål därute växer likt en ung stjärna.

 Ett internationellt forskarlag under ledning av astronomer vid Chalmers har upptäckt en kraftfull, roterande, magnetisk vind som får det svarta hålet i mitten av en galax att växa. Virvelvinden, som avslöjats i den närliggande galaxen ESO320-G030 (som finns 120 miljoner ljusår från oss) av teleskopet Alma, pekar på att samma grundläggande processer ligger bakom tillväxten av  stora svarta hål och  stjärnor.

De flesta galaxer (troligen alla), har supermassiva svarta hål i sitt centrum. En fråga som länge gäckat astronomer är hur dessa  tunga objekt växer för att kunna väga lika mycket som miljoner eller till och med miljarder stjärnor (ytterligare om detta spännande fält se morgondagens inlägg).

På jakt efter ledtrådar till detta mysterium valde ett team forskare under ledning av Mark Gorski (Northwestern University, USA, och Chalmers) och Susanne Aalto (Chalmers) att studera den relativt närliggande galaxen ESO320-G030 en mycket aktiv galax där stjärnor bildas i tio gånger snabbare takt än stjärnor i Vintergatan.

– Eftersom den här galaxen lyser mycket starkt i infrarött ljus kan teleskop urskilja detaljer i dess centrala del. Vi ville mäta ljus från molekyler som sveps av vindar utgående från galaxens kärna i hopp om att spåra hur vindarna uppkommer och växer från ett supermassivt svart hål. Genom att använda radioteleskopen som ingår i Almagruppen kunde vi studera ljus som tränger genom de tjocka lager av damm och gas som döljer galaxens centrum, beskriver Susanne Aalto, professor i radioastronomi vid Chalmers.

För att kunna se kompakt gas som finns så  nära det svarta hålet som möjligt studerade forskarna ljus av molekyler från blåsyra (HCN även kallat cyanvätesyra eller vätecyanid). Tack vare Almas förmåga att avbilda små detaljer och spåra rörelser i gasen med hjälp av dopplereffekten upptäcktes mönster som visade att här fanns en roterande, magnetiserad vind.

I andra galaxers centrum kan vindar och jetstrålar trycka bort material från det supermassiva svarta hålet. Här tyder den upptäckta vinden på en annan process som istället matar det svarta hålet och får det att växa.

– Vi kan se hur vindarna här bildar en spiralformad struktur som böljar ut från galaxens centrum. När vi mätte rotation, massa och hastighet för materialet som strömmar utåt, blev vi förvånade över att vi kunde utesluta många förklaringar till var vindens kraft har sitt ursprung, till exempel från stjärnbildning. Istället verkar flödet utåt drivas av inflödet av gas och tycks hållas samman av magnetfält, beskriver Susanne Aalto.

Forskarna tror att den roterande magnetiska vinden indirekt hjälper det svarta hålet att växa.

Materia rör sig i cirklar runt det svarta hålet innan det faller in likt vatten ner i ett avlopp. Materian som närmar sig det svarta hålet samlas därmed i en kaotisk, snurrande skiva. Där kan magnetfält utvecklas och bli starka. Tack vare magnetfälten kan materia då lyftas bort från galaxen och det är detta som skapar den spiralformade vinden. Att förlora materia till vinden saktar också ner den snurrande skivformade vinden. Det i sin tur leder till att materia lättare kan falla in i det svarta hålet och ändras från att ”droppa” in till en strid ström som strömmar in.

För Mark Gorski är detta slående likt ett liknande fenomen då virvlarna av gas och damm  leder till bildandet av nya stjärnor och planeter.

– Det är välkänt att stjärnor i sina tidigaste utvecklingsstadier växer med hjälp av roterande vindar. De accelereras också av magnetfält precis som vinden gör i denna galax. Våra observationer visar att supermassiva svarta hål och små stjärnor kan växa genom liknande processer, men i väldigt olika skalor, beskriver Mark Gorski.

Kan denna upptäckt vara en ledtråd till att lösa gåtan om hur supermassiva svarta hål växer? Framöver vill Mark Gorski, Susanne Aalto och deras kollegor studera fler galaxer där spiralformiga utflöden kan finnas i dess centrum.

Forskningen har presenterats i artikeln "A spectacular galactic scale magnetohydrodynamic powered wind in ESO 320-G030" i tidskriften Astronomy and Astrophysics.

Forskarna som var involverade i studien var Mark Gorski, Susanne Aalto, Sabine König, Clare F. Wethers, Chentao Yang, Sebastien Muller, Kyoko Onishi, Mamiko Sato, Niklas Falstad,, J. G. Mangum, S. T. Linden, F. Combes, S. Martín, M. Imanishi, K. Wada, L. Barcos-Muñoz, F. Stanley, S. García-Burillo, P. P. van der Werf, A. S. Evans, C. Henkel, S. Viti, N. Harada, T. Díaz-Santos, J. S. Gallagher och E. González-Alfonso.

Bild https://www.chalmers.se/ Illustration av hur en virvelvind hjälper det supermassiva svarta hålet i galaxen ESO320-G030 att växa under påverkan av ett  magnetfält. I den här illustrationen domineras galaxens kärna av en tät roterande vind av gas som leder utåt från det dolda supermassiva svarta hålet i galaxens mitt. Källa: M. D. Gorski/Aaron M. Geller, Northwestern University, CIERA, the Center for Interdisciplinary Exploration and Research in Astrophysics.

EXOPLANET PDS 70B slukar damm och gas och växer vidare. Hubbleteleskopet har koll på processen.

 

PSD 70b är en planet i solsystemet PSD 70 i Kenaturens stjärnbild 370 ljusår från oss.

NASA:s rymdteleskop Hubble har gett astronomer en sällsynt möjlighet vid PSD 70 att se på en planet i Jupiter-storlek som fortfarande växer i storlek i sin bana runt en ung stjärna.

 

"Vi vet inte så mycket om hur jätteplaneter växer", säger Brendan Bowler vid University of Texas i Austin. "Detta planetsystem ger oss den första möjligheten att bevittna hur material dras ner på en planet och ökar dess omfång. Våra resultat öppnar upp ett nytt område i detta forskningsfält."

 

Tills nu har över 4 000 exoplaneter katalogiserats men endast cirka 15 avbildats direkt av ett teleskop. Anledningen är att planeterna är så långt borta och små att de ser ut som mörka prickar även i de bästa teleskopen. Teamets nya teknik i användandet av  Hubbleteleskopet för att direkt avbilda ovan planet banar väg för ytterligare planetforskning särskilt då under dessas formativa tid. 

 

PDS 70b är mycket stor och kretsar runt den orange dvärgstjärnan PDS 70, som redan är känd för att ha två aktivt bildande planeter inuti en enorm skiva av damm och gas som omger stjärnan.

"Det här systemet är spännande eftersom vi kan bevittna bildandet av en planet", säger Yifan Zhou, också vid University of Texas i Austin. "Det här är den yngsta exoplanet  Hubble någonsin har avbildat direkt." Efter 5 miljoner år samlar planeten fortfarande material och byggs upp.

Bild på den protoplanetära skivan vid PDS 70 med den nya planeten PDS 70b (till höger).

En ung stjärna vilken växer till sig otroligt snabbt har nyligen upptäckts därute.

Forskare har nyligen upptäckt en ung stjärna mitt under en dramatisk fas av sin evolution. Den är under sin utveckling när materia faller in i stjärnan från damm och materia utanför denna och växer i storlek.


 Stjärnan i detta fall tillhör en klass av ryckiga stjärnor vilka kallas FU Ori's. Namnet uppkommit utifrån den första av denna grupp stjärnor som upptäcktes FU Ori vilken finns i Orions stjärnbild. Vanligtvis är dessa stjärnor yngre än ett par miljoner år och dolda bakom dammoln och därmed svåra att observera optiskt. Den nya upptäckten är den 25: e medlemmen av denna klass av stjärnor vilka vi hittills hittat och en av de  som är i en dramatisk fas av sin utveckling.


Namnet är Gaia 17bpi och finns i Pilens stjärnbild och upptäcktes av European Space Agency's Gaia satelliten vilken är en satellit som skannar himlen kontinuerligt med syfte att få noggranna mätningar av stjärnor i synligt ljus.
   

– Dessa FU Ori händelser är oerhört viktiga i vår nuvarande förståelse av hur stjärnbildning fortskrider men är svåra att se då stjärnbildning sker i stora damm- och stoffmoln och därmed blir osynliga för oss i de flesta fall.


Lynne Hillenbrand, professor i astronomi vid Caltech och huvudförfattare av en ny rapport i The Astrophysical Journal säger följande.  ”Detta är faktiskt första gången vi någonsin sett en av dessa händelser när det händer i både det optiska och det infraröda ljuset och dessa data har låtit oss konstruera en karta som visar förflyttningen av material genom dammdisken ner till stjärnan”


Stjärnbildningsprocessen är intressant att studera då det samtidigt ger kunskap om hur solen bildades i vårt eget solsystem.


Bild satelliten Gaia vilken varit till hjälp i detta arbete.

Inget svart hål växer så snabbt som det som nu hittats därute.

Svarta hål är inte ovanliga i universum varje galax centrum exempelvis innehåller ett.

Men inget slukar materia så snabbt och växer så fort som det som nu hittats 12 miljarder ljusår bort vilket slukar en massa motsvarande solen på två dagar.

Det är forskare vid Australian National University som var först med denna upptäckt.

 Upptäckten av detta massiva svarta hål får den hittillsvarande kunskapen om svarta hål att ifrågasättas.

 Svarta hål har en hastighet som begränsar och avgör hur snabbt de växer vilken är proportionell mot deras massa enligt tidigare rön och teori. Det stämmer inte i detta fall.

Detta massiva svarta hål har en storlek på minst 20 miljarder Solar och det ca 2 miljarder år efter Big Bang. Vi ser det ju hur det såg ut för 12 miljarder år sedan. Man ryser över hur stort det kan vara idag om det fortsatt växa i samma takt.

Om vi gå tillbaka i tiden ca 1,2 miljarder år efter Big Bang och den tid vi ser hålet nu med en hastighetsbegränsnings-formel måste det ha börjat som storleken på 5000 Solar vilket är en gåta som vi inte kan förstå.

 Genomsnittliga svarta hål är ungefär av storleken av 50 solar. Detta upptäckta hål har en yta av minst 20 miljarder solar idag enligt matematiska beräkningar.  Så forskare är förbryllade av hur detta massiva svarta hål fick så massiv massa redan vid Big Bang.

Lösningen måste antingen vara att svarta hål kan växa snabbare än hastighetsgränsen vi tidigare trott, men vi vet inte hur det skulle fungera med nuvarande teori. Alternativt finns det ett för oss okänt sätt att det hände något vid Big Bang vi ännu inte förstår

Ju mer vi upptäcker ju fler frågor får vi människor att besvara.

Jättegasplaneter därute ökar i storlek utefter sin ålder om de finns på rätt plats

Sökandet efter exoplaneter därute (solsystem runt andra solar) har resulterat i många fynd. Lättast är att se de största planeterna. Planeter i storlek som vårt solsystems Jupiter och större. Jupiter är gasplanet vilkens storlek kan jämföras med 1300 planeter av Jordens storlek och dess massa är större än alla andra planeters och månars sammanlagda massa i vårt solsystem.

Men vår Jupiter är stabil vad vi vet med undantag av den storm i storlek som vår Jorden vilken i långa tider har svept i dess atmosfär.

Det finns många planeter av gas i storlek som Jupiter och större därute bland andra solsystem. Nu har forskare fått idéen att beroende på avståndet mellan en planet av denna storlek och dess sol ökar planetens storlek över tid.

Detta kan ske och sker troligen om denna planet ligger betydligt närmre sin sol än vad vår Jupiter gör. Kanske i bana som vår Venus eller närmre sin sol. Då värmer solen gasplaneten betydligt mer än vad vår Jupiter värms av vår sol. Värmer och utvidgar gasen i planeten och dess storlek ökar då över tid mer o mer. Hur mycket och under hur lång tid eller var gränsen går för utvidgning vet man inte. Men det anses att så kan ske och sker. Bilden är på Jupiter.