Markarian 1018:Sult-diæt for sorte hul dæmper strålende galakse

Astronomer kan have løst mysteriet om den ejendommelige flygtige adfærd af et supermassivt sort hul i centrum af en galakse. Kombinerede data fra NASAs Chandra X-ray Observatory og andre observatorier tyder på, at det sorte hul ikke længere tilføres nok brændstof til at få dets omgivelser til at skinne klart.

Mange galakser har en ekstremt lys kerne, eller kerne, drevet af materiale, der falder mod et supermassivt sort hul. Disse såkaldte "aktive galaktiske kerner" eller AGN, er nogle af de lyseste objekter i universet.

Astronomer klassificerer AGN i to hovedtyper baseret på egenskaberne af det lys, de udsender. En type AGN har en tendens til at være lysere end den anden. Lysstyrken menes generelt at afhænge af den ene eller begge af to faktorer:AGN'en kan være tilsløret af omgivende gas og støv, eller det kan være i sig selv svagt, fordi fodringshastigheden af ​​det supermassive sorte hul er lav.

Nogle AGN er blevet observeret at skifte én gang mellem disse to typer i løbet af kun 10 år, et blink i astronomisk henseende. Imidlertid, AGN forbundet med galaksen Markarian 1018 skiller sig ud ved at skifte type to gange, fra et svagt til et lyst AGN i 1980'erne og derefter skifte tilbage til et svagt AGN inden for de sidste fem år. En håndfuld AGN er blevet observeret for at foretage denne fuldcyklusændring, men aldrig før er man studeret så detaljeret. Under den anden typeændring blev Markarian 1018 AGN otte gange svagere i røntgenstråler mellem 2010 og 2016.

Efter at have opdaget AGN's omskiftelige natur under et undersøgelsesprojekt ved hjælp af ESO's Very Large Telescope (VLT), astronomer bad om og fik tid til at observere det med både NASAs Chandra X-ray Observatory og Hubble Space Telescope. Den medfølgende grafik viser AGN'en i optisk lys fra VLT'en (venstre) med et Chandra-billede af galaksens centrale region i røntgenstråler, der viser punktkilden for AGN'en (højre).

Data fra jordbaserede teleskoper inklusive VLT gjorde det muligt for forskerne at udelukke et scenario, hvor stigningen i lysstyrken af ​​AGN var forårsaget af det sorte hul, der forstyrrede og forbrugte en enkelt stjerne. VLT-dataene sår også tvivl om muligheden for, at ændringer i tilsløring af intervenerende gas forårsager ændringer i lysstyrken af ​​AGN.

Imidlertid, den sande mekanisme, der er ansvarlig for AGN's overraskende variation, forblev et mysterium, indtil Chandra og Hubble data blev analyseret. Chandra-observationer i 2010 og 2016 viste endegyldigt, at tilsløring af mellemliggende gas ikke var ansvarlig for faldet i lysstyrke. I stedet, modeller af det optiske og ultraviolette lys detekteret af Hubble, NASAs Galaxy Evolution Explorer (GALEX) og Sloan Digital Sky Survey i de lyse og svage tilstande viste, at AGN var falmet, fordi det sorte hul blev udsultet af indfaldende materiale. Denne udsultning forklarer også AGN's falmning i røntgenstråler.

En mulig forklaring på denne sult er, at tilstrømningen af ​​brændstof bliver forstyrret. Denne forstyrrelse kan være forårsaget af interaktioner med et andet supermassivt sort hul i systemet. Et sort hul binært er muligt, da galaksen er produktet af en kollision og fusion mellem to store galakser, som hver sandsynligvis indeholdt et supermassivt sort hul i midten.

Listeobservatorierne, der blev brugt i dette fund, omfatter også NASA's Nuclear Spectroscopic Telescope Array (NuSTAR) mission og Swift-rumfartøjet.

To papirer, den ene med den første forfatter til Bernd Husemann (tidligere hos ESO og i øjeblikket ved Max Planck Institute for Astronomy) og den anden med Rebecca McElroy (University of Sydney), der beskriver disse resultater, blev vist i september 2016-udgaven af Astronomi og astrofysik tidsskrift.