Sammensmeltende galakser har indhyllet sorte huller

Sorte huller får et dårligt rap i populærkulturen for at sluge alt i deres miljøer. I virkeligheden, stjerner, gas og støv kan kredse om sorte huller i lange perioder, indtil en større forstyrrelse skubber materialet ind.

En sammensmeltning af to galakser er en sådan forstyrrelse. Når galakserne kombineres og deres centrale sorte huller nærmer sig hinanden, gas og støv i nærheden skubbes på deres respektive sorte huller. En enorm mængde højenergistråling frigives, når materiale spiraler hurtigt mod det sultne sorte hul, som bliver det, astronomerne kalder en aktiv galaktisk kerne (AGN).

En undersøgelse ved hjælp af NASAs NuSTAR-teleskop viser, at i de sene stadier af galaksefusioner, så meget gas og støv falder mod et sort hul, at det ekstremt lyse AGN er indhyllet. Den kombinerede effekt af de to galaksers tyngdekraft sænker rotationshastighederne for gas og støv, der ellers ville kredse frit. Dette tab af energi får materialet til at falde ned i det sorte hul.

"Jo længere hen ad fusionen er, jo mere indhyllet vil AGN være, sagde Claudio Ricci, hovedforfatter af undersøgelsen offentliggjort i Monthly Notices Royal Astronomical Society. "Galakser, der er langt fremme i fusionsprocessen, er fuldstændig dækket af en kokon af gas og støv."

Ricci og kolleger observerede den gennemtrængende højenergi røntgenstråling fra 52 galakser. Omkring halvdelen af ​​dem var i de senere faser af sammenlægningen. Fordi NuSTAR er meget følsom over for at detektere røntgenstråler med den højeste energi, det var afgørende for at fastslå, hvor meget lys der undslipper den sfære af gas og støv, der dækker en AGN.

Undersøgelsen blev offentliggjort i Månedlige meddelelser fra Royal Astronomical Society . Forskere sammenlignede NuSTAR-observationer af galakserne med data fra NASAs Swift og Chandra og ESAs XMM-Newton-observatorier, som ser på lavere energikomponenter i røntgenspektret. Hvis der opdages højenergi røntgenstråler fra en galakse, men lavenergi røntgenstråler er det ikke, det er et tegn på, at en AGN er stærkt tilsløret.

Undersøgelsen hjælper med at bekræfte den langvarige idé om, at et AGNs sorte hul spiser det meste, mens det er indhyllet i de sene stadier af en fusion.

"Et supermassivt sort hul vokser hurtigt under disse fusioner, " sagde Ricci. "Resultaterne fremmer vores forståelse af den mystiske oprindelse af forholdet mellem et sort hul og dets værtsgalakse."