Den gigantiske galakse omkring det gigantiske sorte hul

Den 10. april 2019, Event Horizon Telescope (EHT) afslørede det første billede nogensinde af et sort huls begivenhedshorisont, det område, udover hvilket lys ikke kan undslippe det sorte huls enorme tyngdekraft. Det gigantiske sorte hul, med en masse på 6,5 milliarder sole, er placeret i den elliptiske galakse Messier 87 (M87). EHT er et internationalt samarbejde, hvis støtte i USA omfatter National Science Foundation.

Dette billede fra NASAs Spitzer-rumteleskop viser hele M87-galaksen i infrarødt lys. EHT billedet, derimod stolede på lys i radiobølgelængder og viste det sorte huls skygge på baggrund af højenergimateriale omkring det.

Beliggende omkring 55 millioner lysår fra Jorden, M87 har været genstand for astronomiske undersøgelser i mere end 100 år og er blevet fotograferet af mange NASA-observatorier, inklusive Hubble-rumteleskopet, Chandra X-ray Observatory og NuSTAR. I 1918, Astronom Heber Curtis bemærkede først "en mærkelig lige stråle", der strækker sig fra galaksens centrum. Denne lyse stråle af højenergimateriale, produceret af en skive af materiale, der snurrer hurtigt rundt om det sorte hul, er synlig i flere bølgelængder af lys, fra radiobølger gennem røntgenstråler. Når partiklerne i strålen rammer det interstellare medium (det sparsomme materiale, der fylder rummet mellem stjerner i M87), de skaber en chokbølge, der udstråler i infrarød og radiobølgelængder af lys, men ikke synligt lys. På Spitzer-billedet, chokbølgen er mere fremtrædende end selve jetflyet.

Den lysere jet, placeret til højre for galaksens centrum, rejser næsten direkte mod Jorden. Dens lysstyrke forstærkes på grund af dens høje hastighed i vores retning, men endnu mere på grund af det, forskerne kalder "relativistiske effekter, " som opstår, fordi materialet i strålen bevæger sig tæt på lysets hastighed. Strålens bane er kun lidt forskudt fra vores sigtelinje i forhold til galaksen, så vi stadig kan se noget af længden af ​​jetflyet. Chokbølgen begynder omkring det punkt, hvor strålen ser ud til at bue ned, fremhæver de områder, hvor de hurtigt bevægende partikler kolliderer med gas i galaksen og sænker farten.

Det andet jetfly, derimod bevæger sig så hurtigt væk fra os, at de relativistiske effekter gør det usynligt på alle bølgelængder. Men den chokbølge, den skaber i det interstellare medium, kan stadig ses her.

Placeret på venstre side af galaksens centrum, chokbølgen ligner et omvendt bogstav "C". Selvom det ikke er synligt på optiske billeder, lappen kan også ses i radiobølger, som på dette billede fra National Radio Astronomy Observatory's Very Large Array.

Ved at kombinere observationer i det infrarøde, radiobølger, synligt lys, røntgenstråler og ekstremt energiske gammastråler, videnskabsmænd kan studere fysikken i disse kraftfulde jetfly. Forskere stræber stadig efter en solid teoretisk forståelse af, hvordan gas, der trækkes ind i sorte huller, skaber udstrømmende jetfly.

Infrarødt lys ved bølgelængder på 3,6 og 4,5 mikron gengives i blåt og grønt, viser fordelingen af ​​stjerner, mens støvegenskaber, der lyser klart ved 8,0 mikron, vises med rødt. Billedet blev taget under Spitzers første "kolde" mission.