Gasskyer, der hvirvler rundt om det sorte hul, danner hjertet af ekstremt fjernt lysende astronomisk objekt

I 1963, astronom Maarten Schmidt identificerede det første kvasistjerneobjekt eller "kvasar, "et ekstremt lyst, men fjernt objekt. Han fandt den enkelte kvasar, den aktive kerne af en fjern galakse kendt af astronomer som 3C 273, at være 100 gange mere lysende end alle stjernerne i vores Mælkevej tilsammen.

Nu, det internationale GRAVITY hold af astronomer, herunder prof. Hagai Netzer fra Tel Aviv University's School of Physics and Astronomy, har konkluderet, at gasskyer, der hurtigt bevæger sig rundt om et centralt sort hul, udgør selve hjertet af denne kvasar. Resultaterne af den nye forskning blev offentliggjort i Natur den 29. november.

Den første måling af massen af ​​det sorte hul inde i 3C 273, ved hjælp af en ældre metode, blev udført på TAU's Florence og George Wise Observatory i 2000, som en del af ph.d. forskning udført af TAU's Dr. Shai Kaspi, derefter elev i prof. Netzers gruppe. Dette resultat er nu blevet bekræftet af GRAVITYs observationer.

Forskningen er den første detaljerede observation uden for vores galakse af gasskyer, der hvirvler rundt om et centralt sort hul. Ifølge forskerne, GRAVITYs målinger vil blive benchmark for måling af sorte hulmasser i tusindvis af andre kvasarer.

Ser nærmere på et sort hul

GRAVITY instrumentet, beliggende i Paranal, Chile, har hidtil usete kapaciteter. Det kombinerer det samlede areal af fire teleskoper for at danne et virtuelt teleskop, kaldet et interferometer, 130 meter på tværs. Instrumentet kan registrere fjerne astronomiske objekter i en ekstrem høj opløsning.

"Kvasarer er blandt de fjerneste astronomiske objekter, der kan observeres, " Prof. Netzer siger. "De spiller også en fundamental rolle i universets historie, da deres udvikling er indviklet knyttet til galaksevækst. Mens næsten alle store galakser har et massivt sort hul i deres centre, indtil videre har kun én i vores Mælkevej været tilgængelig for så detaljerede undersøgelser."

"GRAVITY gav os mulighed for at løse, for første gang nogensinde, gasskyernes bevægelse omkring et centralt sort hul, " siger Eckhard Sturm fra Max Planck Institute for Extraterrestrial Physics (MPE), som var med til at lede forskningen til undersøgelsen. "Vores observationer kan følge gassens bevægelse og afsløre, at skyerne hvirvler rundt om det centrale sorte hul."

Indtil nu, sådanne observationer havde ikke været mulige på grund af den lille vinkelstørrelse af en kvasars indre område - omtrent på størrelse med vores solsystem, men omkring 2,5 milliarder lysår væk fra os.

"Brede emissionslinjer skabt af gas i nærheden af ​​det sorte hul er observationskendetegn for kvasarer. Indtil nu, gassens afstand fra det sorte hul, og lejlighedsvis mønsteret af bevægelsen, kunne kun måles ved en ældre metode, der gjorde brug af lysvariationer i kvasarerne, " siger prof. Netzer. "Med GRAVITY-instrumentet, vi kan skelne strukturer på niveauet 10 mikrobuesekunder, hvilket svarer til at observere, for eksempel, en 1-euromønt på månen."

"Information om gassens bevægelse og afstand umiddelbart omkring det sorte hul er afgørende for at måle massen af ​​det sorte hul, " forklarer Jason Dexter, også af MPE, som var med til at lede forskningen. "For første gang, den gamle metode blev testet eksperimentelt og bestod sin test med glans, bekræfter tidligere estimater på omkring 300 millioner solmasser for det sorte hul."

"Dette er første gang, vi kan studere de umiddelbare omgivelser af et massivt sort hul uden for vores hjemmegalakse, Mælkevejen, " slutter Reinhard Genzel, leder af den infrarøde forskningsgruppe ved MPE. "Sorte huller er spændende genstande, giver os mulighed for at sondere fysik under ekstreme forhold - og med GRAVITY kan vi nu sondere dem både nær og fjern."