Snurrende sort hul driver jet med magnetisk flux

Sorte huller er i centrum af næsten alle galakser, der er blevet undersøgt indtil videre. De har en ufattelig stor masse og tiltrækker derfor stof, gas og endda lys. Men de kan også udsende stof i form af plasmastråler - en slags plasmastråle, der udstødes fra galaksens centrum med enorm energi. En plasmastråle kan strække flere hundrede tusinde lysår langt ud i rummet.

Når denne intense stråling udsendes, det sorte hul forbliver skjult, fordi lysstrålerne i nærheden af ​​det er stærkt bøjede, hvilket fører til udseendet af en skygge. Dette blev for nylig rapporteret af forskere fra Event Horizon Telescope (EHT) samarbejde for det massive sorte hul i den gigantiske ellipsegalakse M87.

I kvasar 3C279 – også et sort hul – fandt EHT-holdet et andet fænomen:I en afstand på mere end tusind gange skyggen af ​​det sorte hul, kernen i en plasmastråle lyste pludselig op. Hvordan energien til dette jetfly kunne komme dertil som gennem en usynlig skorsten var endnu ikke kendt.

Ekstremt flimrende gammastråling registreret

Denne kvasar er nu blevet observeret med NASA-rumteleskopet Fermi-LAT af astrofysikeren Amit Shukla, som indtil 2018 forskede ved Julius-Maximilians-Universität (JMU) Würzburg i Bayern, Tyskland. Han arbejder nu på Indian Institute of Technology i Indore. Shukla opdagede, at kernen af ​​jetflyet, som blev fundet i millimeterbølgelængdeområdet, udsender også højenergi gammastråling, men med en ekstremt flimrende lysstyrke. Denne lysstyrke kan fordobles inden for få minutter, som rapporteret i journalen Naturkommunikation .

Det særlige mønster af sekvensen af ​​lysstyrkeændringer er karakteristisk for en universel proces kaldet magnetisk genforbindelse, som forekommer i mange astrofysiske objekter med stærke magnetfelter. Solaktivitet har også at gøre med dynamikken i magnetiske felter og genforbindelse. Dette blev for nylig demonstreret ved at observere 'lejrbål' i solatmosfæren med Solar Orbiter-missionen fra European Space Agency ESA.

Usynligt lagret energi frigives pludselig

Men tilbage til kvasaren 3C279:"Jeg så, hvordan analysen af ​​dataene afslørede det specielle mønster af magnetisk genforbindelse i lyskurven. Det føltes, som om jeg pludselig havde dechifreret en hieroglyf i det sorte huls alfabet, " siger Amit Shukla.

Under genforbindelse, energi, der oprindeligt er lagret usynligt i magnetfeltet, frigives pludselig i adskillige "mini-jets". I disse jetfly, partikler accelereres, som så producerer den observerede gammastråling. Magnetisk genforbindelse ville forklare, hvordan energien når strålens kerne fra det sorte hul, og hvor den i sidste ende kommer fra.

Energi fra det roterende sorte hul

Professor Karl Mannheim, leder af JMU Chair of Astronomy og medforfatter af publikationen, forklarer "Spacetime nær det sorte hul i kvasaren 3C279 er tvunget til at hvirvle rundt i corotation. Magnetiske felter forankret til plasmaet omkring det sorte hul udstøder strålen, hvilket bremser det sorte huls rotation og omdanner en del af dets rotationsenergi til stråling."