Den arytmiske bankning af et sort huls hjerte

I midten af ​​Centaurus galaksehoben, der er en stor elliptisk galakse kaldet NGC 4696. Dybere stadig, der er et supermassivt sort hul begravet i kernen af ​​denne galakse.

Nye data fra NASAs Chandra røntgenobservatorium og andre teleskoper har afsløret detaljer om dette kæmpe sorte hul, ligger omkring 145 millioner lysår fra Jorden. Selvom selve det sorte hul ikke er opdaget, astronomer lærer om den indvirkning, den har på galaksen, den beboer, og den større klynge omkring den.

På nogle måder, dette sorte hul ligner et bankende hjerte, der pumper blod udad i kroppen via arterierne. Ligeledes, et sort hul kan injicere materiale og energi i sin værtsgalakse og videre.

Ved at undersøge detaljerne i røntgendataene fra Chandra, forskere har fundet beviser for gentagne udbrud af energiske partikler i jetfly genereret af det supermassive sorte hul i midten af ​​NGC 4696. Disse udbrud skaber store hulrum i den varme gas, der fylder rummet mellem galakserne i klyngen. Udbruddene skaber også stødbølger, ligner soniske bomme produceret af højhastighedsflyvemaskiner, som rejser titusinder af lysår hen over klyngen.

Dette sammensatte billede indeholder røntgendata fra Chandra (rød), der afslører den varme gas i klyngen, og radiodata fra NSF's Karl G. Jansky Very Large Array (blå), der viser højenergipartikler produceret af de sorte huldrevne jetfly. Synlige lysdata fra Hubble -rumteleskopet (grønt) viser galakser i klyngen samt galakser og stjerner uden for klyngen.

Astronomer anvendte særlig behandling til røntgendataene (vist ovenfor) for at understrege ni hulrum, der er synlige i den varme gas. Disse hulrum er mærket A til I i et ekstra billede, og placeringen af ​​det sorte hul er mærket med et kryds. De hulrum, der blev dannet senest, er placeret nærmest det sorte hul, især dem mærket A og B.

Forskerne vurderer, at disse sorte huller brister, eller "slag", er sket hvert femte til ti millioner år. Udover de meget forskellige tidsskalaer, disse slag adskiller sig også fra typiske menneskelige hjerteslag ved ikke at forekomme med særlig regelmæssige intervaller.

En anden type behandling af røntgendataene (vist ovenfor) afslører en sekvens af buede og tilnærmelsesvis lige store mellemrum i den varme gas. Disse kan skyldes lydbølger, der genereres af det sorte huls gentagne udbrud. I en galaksehob, den varme gas, der fylder klyngen, gør det muligt for lydbølger - omend ved frekvenser, der er alt for lave til, at den menneskelige hør kan registrere - at formere sig. (Bemærk, at begge billeder, der viser de mærkede hulrum og dette billede, roteres lidt med uret til hovedkompositten.)

Funktionerne i Centaurus -klyngen ligner de krusninger, der ses i Perseus -klyngen af ​​galakser. Tonens tonehøjde i Centaurus er ekstremt dyb, svarende til en uoverensstemmende lyd omkring 56 oktaver under tonerne nær midten C. Dette svarer til en lidt højere (med cirka en oktav) tonehøjde end lyden i Perseus. Alternative forklaringer på disse buede træk inkluderer virkningerne af turbulens eller magnetfelter.

Det sorte huls bursts ser også ud til at have løftet gas, der er blevet beriget med elementer, der genereres i supernovaeksplosioner. Forfatterne til undersøgelsen af ​​Centaurus -klyngen lavede et kort, der viser tætheden af ​​grundstoffer, der er tungere end brint og helium. De lysere farver på kortet viser områder med den højeste tæthed af tunge elementer og de mørkere farver viser områder med en lavere tæthed af tunge elementer. Derfor, regioner med den højeste tæthed af tunge elementer er placeret til højre for det sorte hul. En lavere tæthed af tunge elementer nær det sorte hul er i overensstemmelse med tanken om, at beriget gas er blevet løftet ud af klyngens centrum ved at sprænge aktivitet forbundet med det sorte hul. Energien produceret af det sorte hul er også i stand til at forhindre, at det enorme reservoir af varm gas køler af. Dette har forhindret et stort antal stjerner i at dannes i gassen.

Et papir, der beskriver disse resultater, blev offentliggjort i 21. marts 2016 -udgaven af Månedlige meddelelser fra Royal Astronomical Society og er tilgængelig online. Den første forfatter er Jeremy Sanders fra Max Planck Institute for Extraterrestrial Physics in Garching, Tyskland.