Går imod strømmen omkring et supermassivt sort hul

I centrum af en galakse kaldet NGC 1068, et supermassivt sort hul gemmer sig i en tyk doughnut-formet sky af støv og gas. Da astronomer brugte Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) til at studere denne sky mere detaljeret, de gjorde en uventet opdagelse, der kunne forklare, hvorfor supermassive sorte huller voksede så hurtigt i det tidlige univers.

"Takket være den spektakulære beslutning fra ALMA, vi målte bevægelsen af ​​gas i de indre baner omkring det sorte hul, " forklarer Violette Impellizzeri fra National Radio Astronomy Observatory (NRAO), arbejder hos ALMA i Chile og hovedforfatter på et papir udgivet i Astrofysisk tidsskrift . "Overraskende nok, vi fandt to skiver af gas, der roterede i modsatte retninger."

Supermassive sorte huller eksisterede allerede, da universet var ungt - kun en milliard år efter Big Bang. Men hvordan disse ekstreme genstande, hvis masser er op til milliarder af gange Solens masse, haft tid til at vokse på så relativt kort tid, er et udestående spørgsmål blandt astronomer. Denne nye ALMA-opdagelse kunne give et fingerpeg. "Modroterende gasstrømme er ustabile, hvilket betyder, at skyer falder ned i det sorte hul hurtigere, end de gør på en skive med en enkelt rotationsretning, " sagde Impellizzeri. "Dette kunne være en måde, hvorpå et sort hul kan vokse hurtigt."

NGC 1068 (også kendt som Messier 77) er en spiralgalakse cirka 47 millioner lysår fra Jorden i retning af stjernebilledet Cetus. I centrum er en aktiv galaktisk kerne, et supermassivt sort hul, der aktivt nærer sig selv fra et tyndt, roterende skive af gas og støv, også kendt som en accretion disk.

Tidligere ALMA-observationer afslørede, at det sorte hul ikke kun suger materiale ned, men spyr også gas ud ved utrolig høje hastigheder - op til 500 kilometer i sekundet (mere end en million miles i timen). Denne gas, der bliver udstødt fra tilvækstskiven, bidrager sandsynligvis til at skjule området omkring det sorte hul fra optiske teleskoper.

Impellizzeri og hendes team brugte ALMAs overlegne zoomobjektivevne til at observere den molekylære gas omkring det sorte hul. Uventet, de fandt to modsat roterende gasskiver. Den indre skive spænder over 2-4 lysår og følger galaksens rotation, hvorimod den ydre skive (også kendt som torus) spænder over 4-22 lysår og roterer den modsatte vej.

"Vi havde ikke forventet at se dette, fordi gas, der falder ned i et sort hul, normalt kun vil dreje rundt om det i én retning, sagde Impellizzeri. Noget må have forstyrret strømmen, fordi det er umuligt for en del af disken at begynde at rotere baglæns helt af sig selv."

Modrotation er ikke et usædvanligt fænomen i rummet. "Vi ser det i galakser, normalt tusinder af lysår væk fra deres galaktiske centre, " forklarede medforfatter Jack Gallimore fra Bucknell University i Lewisburg, Pennsylvania. "Modrotationen er altid et resultat af kollisionen eller interaktionen mellem to galakser. Det, der gør dette resultat bemærkelsesværdigt, er, at vi ser det på en meget mindre skala, titusinder af lysår i stedet for tusinder fra det centrale sorte hul."

Astronomerne tror, ​​at tilbagestrømmen i NGC 1068 kan være forårsaget af gasskyer, der faldt ud af værtsgalaksen, eller af en lille forbipasserende galakse på en modsat roterende bane fanget i skiven.

I øjeblikket, den ydre skive ser ud til at være i en stabil bane omkring den indre skive. "Det vil ændre sig, når den ydre skive begynder at falde ned på den indre skive, hvilket kan ske efter et par kredsløb eller et par hundrede tusinde år. De roterende gasstrømme vil kollidere og blive ustabile, og skiverne vil sandsynligvis kollapse i en lysende begivenhed, når den molekylære gas falder ned i det sorte hul. Desværre, vi vil ikke være der for at overvære fyrværkeriet, " sagde Gallimore.