Kaster nyt lys på udkast af sorte huller

Akademikere fra University of Cape Town (UCT) er en del af en forskergruppe ledet af University of Oxford's Department of Physics, der har observeret et sort hul, der skubber materiale ud tæt på lysets hastighed ud til nogle af de største vinkelafstande (separationer) ) nogensinde set. Disse observationer har muliggjort en dybere forståelse af, hvordan sorte huller strømmer ind i deres miljø.

Forskergruppen fokuserer på at studere forbigående astrofysiske systemer - ting, der ændrer lysstyrken på korte tidsskalaer. Systemet, der er studeret i dette tilfælde, indeholder et dynamisk bekræftet sort hul i vores galakse og en anden stjerne (ikke for ulig vores sol), der kredser om hinanden.

Det sorte hul, på grund af dets stærke tyngdekraft, syfoner materiale fra dens ledsagende stjerne og samler (akkumulerer) det. "Vigtigst for dette arbejde er det faktum, at alt materialet ikke er tabt ind i det sorte hul. Udstrømninger sendes væk fra det sorte hul med ekstreme hastigheder - næsten lysets hastighed - og kan observeres med radioteleskoper, " sagde Joe Bright, en DPhil-studerende ved Oxford University's Department of Physics.

Gruppen i Oxford, sammen med internationale samarbejdspartnere, ledet en omfattende observationskampagne på dette særlige system, kendt som MAXI J1820+070, efter at den gik i udbrud i sommeren 2018.

"Dette i sig selv var bemærkelsesværdigt, da denne type forbigående astrofysiske system for det meste samler en meget lille mængde materiale og derfor ikke kan ses; de går dog lejlighedsvis i udbrud, og først da kan de observeres, " sagde Bright.

"Vores kampagne omfattede teleskoper i Storbritannien, Amerika og det nyligt operationelle MeerKAT-teleskop i Sydafrika. Med disse faciliteter var vi i stand til at spore sammenhængen mellem tilvækst og udstrømning. Mere spændende var vi i stand til at observere systemet lancere udkast af materiale, og at spore disse udstødninger over en bred vifte af adskillelser fra det sorte hul."

Gruppen sporede kontinuerligt disse udstødninger med succes til ekstreme afstande fra det sorte hul med en række radioteleskoper, og den endelige vinkeladskillelse er blandt de største set fra sådanne systemer. Udkastene bevæger sig så hurtigt, at de ser ud til at bevæge sig hurtigere end lysets hastighed, men det er de ikke. Dette er et fænomen kendt som tilsyneladende superluminal bevægelse.

Medleder af projektet og forfatter på papiret udgivet i Natur astronomi , Rob Fender (Oxford, og gæsteprofessor i SKA ved UCT's Institut for Astronomi), sagde, "Vi har studeret den slags jetfly i over 20 år og aldrig har vi sporet dem så smukt over så stor en afstand. At se dem så tidligt i driften af ​​et nyt anlæg som MeerKAT er fantastisk, og - som det ofte er tilfældet - lærer os ikke at forudsige, hvad vi kommer til at se i fremtiden."

Professor Patrick Woudt, leder af Institut for Astronomi ved UCT og medleder af ThunderKAT-projektet om MeerKAT, sagde, "Disse observationer demonstrerer den utrolige kraft af MeerKAT-radioteleskoparrayet i Sydafrika. Et vigtigt aspekt af denne forskning er at håndtere den enorme datastrøm fra MeerKAT (og i fremtiden Square Kilometer Array) effektivt, så vores elever kan analysere resultaterne hurtigt.

"Dette er særligt vigtigt i tidsdomæneastronomi, hvor lysstyrken af ​​et objekt på himlen kan ændre sig meget hurtigt, og observationskampagner tilpasses dynamisk til at dække disse sjældne begivenheder. Den skybaserede IDIA-forskningsinfrastruktur har spillet en væsentlig rolle i det hurtige analyse af MeerKAT-dataene i denne henseende."