SDSS J1430+1339:Stormen raser i kosmisk tekop

Har du lyst til en kop kosmisk te? Denne er ikke så beroligende som dem på Jorden. I en galakse, der er vært for en struktur med tilnavnet "Tekoppen, "en galaktisk storm raser.

Kilden til den kosmiske storm er et supermassivt sort hul begravet i centrum af galaksen, officielt kendt som SDSS 1430+1339. Når stof i de centrale områder af galaksen trækkes mod det sorte hul, den får energi af den stærke tyngdekraft og magnetiske felter nær det sorte hul. Det indfaldende materiale producerer mere stråling end alle stjernerne i værtsgalaksen. Denne form for aktivt voksende sorte hul er kendt som en kvasar.

Beliggende omkring 1,1 milliard lysår fra Jorden, tekoppens værtsgalakse blev oprindeligt opdaget i billeder af synligt lys af borgerforskere i 2007 som en del af Galaxy Zoo-projektet, ved hjælp af data fra Sloan Digital Sky Survey. Siden da, professionelle astronomer, der bruger rumbaserede teleskoper, har samlet spor om denne galakse historie med henblik på at forudsige, hvor stormfuldt det vil være i fremtiden. Dette nye sammensatte billede indeholder røntgendata fra Chandra (blå) sammen med en optisk visning fra NASAs Hubble-rumteleskop (rød og grøn).

Tekoppens "håndtag" er en ring af optisk lys og røntgenlys, der omgiver en kæmpe boble. Denne håndtagsformede funktion, som ligger omkring 30, 000 lysår fra det supermassive sorte hul, blev sandsynligvis dannet af et eller flere udbrud drevet af det sorte hul. Radioemission - vist i et separat sammensat billede med de optiske data - skitserer også denne boble, og en boble af omtrent samme størrelse på den anden side af det sorte hul.

Tidligere, optiske teleskopobservationer viste, at atomer i håndtaget på tekoppen var ioniseret, det er, disse partikler blev ladet, når nogle af deres elektroner blev fjernet, formentlig ved kvasarens stærke stråling i fortiden. Mængden af ​​stråling, der kræves for at ionisere atomerne, blev sammenlignet med den, der blev udledt af optiske observationer af kvasaren. Denne sammenligning antydede, at kvasarens strålingsproduktion var faldet med en faktor på et sted mellem 50 og 600 i løbet af de sidste 40, 000 til 100, 000 år. Dette udledte kraftige fald fik forskere til at konkludere, at kvasaren i tekoppen var ved at falme eller dø.

Nye data fra Chandra og ESA's XMM-Newton-mission giver astronomer en forbedret forståelse af historien om denne galaktiske storm. Røntgenspektrene (dvs. mængden af ​​røntgenstråler over en række energier) viser, at kvasaren er stærkt tilsløret af gas. Dette indebærer, at kvasaren producerer meget mere ioniserende stråling end angivet af estimaterne baseret på de optiske data alene, og at rygterne om kvasarens død kan være blevet overdrevet. I stedet er kvasaren kun blevet dæmpet med en faktor på 25 eller mindre i løbet af de sidste 100, 000 år.

Chandra-dataene viser også beviser for varmere gas i boblen, hvilket kan betyde, at en vind af materiale blæser væk fra det sorte hul. Sådan en vind, som blev drevet af stråling fra kvasaren, kan have skabt de bobler, der findes i tekoppen.

Astronomer har tidligere observeret bobler af forskellige størrelser i elliptiske galakser, galaksegrupper og galaksehobe, der blev genereret af smalle stråler indeholdende partikler, der bevæger sig tæt på lysets hastighed, der skyder væk fra de supermassive sorte huller. Jetflyenes energi dominerer effekten af ​​disse sorte huller, frem for stråling.

I disse jet-drevne systemer, astronomer har fundet ud af, at den kraft, der kræves for at generere boblerne, er proportional med deres røntgenlysstyrke. Overraskende nok, den strålingsdrevne Teacup-quasar følger dette mønster. Dette tyder på strålingsdominerede kvasarsystemer og deres jet-dominerede fætre kan have lignende virkninger på deres galaktiske omgivelser.

En undersøgelse, der beskriver disse resultater, blev offentliggjort i marts 20, 2018 udgave af The Astrophysical Journal Letters .