Sorte huller gemmer sig i vores kosmiske baghave

Monster sorte huller lurer nogle gange bag gas og støv, gemmer sig for de fleste teleskopers blik. Men de giver sig selv væk, når materiale, de lever af, udsender højenergi røntgenstråler, som NASAs NuSTAR (Nuclear Spectroscopic Telescope Array)-mission kan detektere. Det var sådan NuSTAR for nylig identificerede to gasindkapslede supermassive sorte huller, placeret i centrum af nærliggende galakser.

"Disse sorte huller er relativt tæt på Mælkevejen, men de er holdt skjult for os indtil nu, " sagde Ady Annuar, en kandidatstuderende ved Durham University i Storbritannien, som præsenterede resultaterne ved American Astronomical Society møde i Grapevine, Texas. "De er som monstre, der gemmer sig under din seng."

Begge disse sorte huller er de centrale motorer i, hvad astronomer kalder "aktive galaktiske kerner, " en klasse af ekstremt lyse objekter, der inkluderer kvasarer og blazarer. Afhængigt af hvordan disse galaktiske kerner er orienteret, og hvilken slags materiale der omgiver dem, de ser meget forskellige ud, når de undersøges med teleskoper.

Aktive galaktiske kerner er så lyse, fordi partikler i områderne omkring det sorte hul bliver meget varme og udsender stråling over hele det elektromagnetiske spektrum – fra lavenergi radiobølger til højenergi røntgenstråler. Imidlertid, de fleste aktive kerner menes at være omgivet af et doughnut-formet område af tyk gas og støv, der skjuler de centrale områder for visse synslinjer. Begge de aktive galaktiske kerner, som NuSTAR for nylig undersøgte, ser ud til at være orienteret således, at astronomer ser dem på kanten. Det betyder, at i stedet for at se de lyse centrale regioner, vores teleskoper ser primært de reflekterede røntgenstråler fra det doughnut-formede tilslørende materiale.

"Ligesom vi ikke kan se solen på en overskyet dag, vi kan ikke direkte se, hvor lyse disse aktive galaktiske kerner virkelig er på grund af al den gas og støv, der omgiver den centrale motor, sagde Peter Boorman, en kandidatstuderende ved University of Southampton i Storbritannien.

Boorman ledede undersøgelsen af ​​en aktiv galakse kaldet IC 3639, som er 170 millioner lysår væk. Forskere analyserede NuSTAR-data fra dette objekt og sammenlignede dem med tidligere observationer fra NASAs Chandra X-Ray Observatory og den Japan-ledede Suzaku-satellit. Resultaterne fra NuSTAR, som er mere følsom over for røntgenstråler med højere energi end disse observatorier, bekræfte karakteren af ​​IC 3639 som en aktiv galaktisk kerne. NuSTAR leverede også den første præcise måling af, hvor meget materiale der skjuler den centrale motor i IC 3639, giver forskere mulighed for at bestemme, hvor lysende dette skjulte monster virkelig er.

Mere overraskende er den spiralgalakse, som Annuar fokuserede på:NGC 1448. Det sorte hul i dets centrum blev først opdaget i 2009, selvom det er i centrum af en af ​​de nærmeste store galakser til vores Mælkevej. Ved "i nærheden af, "astronomer mener, at NGC 1448 kun er 38 millioner lysår væk (et lysår er omkring 6 billioner miles).

Annuars undersøgelse opdagede, at denne galakse også har en tyk søjle af gas, der skjuler det centrale sorte hul, som kunne være en del af en doughnut-formet region. røntgenstråling fra NGC 1448, som set af NuSTAR og Chandra, foreslår for første gang, at som med IC 3639, der må være et tykt lag af gas og støv, der skjuler det aktive sorte hul i denne galakse fra vores synsfelt.

Forskere fandt også ud af, at NGC 1448 har en stor befolkning af unge (kun 5 millioner år gamle) stjerner, tyder på, at galaksen producerer nye stjerner samtidig med, at dens sorte hul lever af gas og støv. Forskere brugte European Southern Observatory New Technology Telescope til at afbilde NGC 1448 ved optiske bølgelængder, and identified where exactly in the galaxy the black hole should be. A black hole's location can be hard to pinpoint because the centers of galaxies are crowded with stars. Large optical and radio telescopes can help detect light from around black holes so that astronomers can find their location and piece together the story of their growth.

"It is exciting to use the power of NuSTAR to get important, unique information on these beasts, even in our cosmic backyard where they can be studied in detail, " said Daniel Stern, NuSTAR project scientist at NASA's Jet Propulsion Laboratory, Pasadena, Californien.