Det sorte hullet J1007+3540 våkner etter 100 millioner år i ro

Det sorte hullet i sentrum av galaksen J1007+3540 lå inaktivt i omtrent 100 millioner år. Nå har det våknet igjen, og de nyoppstartede plasmastrålene strekker seg over nesten en million lysår gjennom det dype verdensrommet. Et internasjonalt forskerteam har dokumentert oppvåkningeni en studie publisert i Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

Teamet, ledet av Shobha Kumari ved Midnapore City College i India, brukte to radioteleskoper: LOFAR-nettverket i Nederland og det oppgraderte uGMRT i India. Radiobildene av J1007+3540 viser en tydelig lagdelt struktur: et ytre slør av gammel, svekket plasma fra et tidligere utbrudd, anslått til flere hundre millioner år, og inni det en kompakt, lys stråle som klart markerer at det sentrale motoren har startet på nytt. Mellomrommet mellom de to aktivitetsfasene utgjør anslagsvis 100 millioner år.

«Det er som å se en kosmisk vulkan bryte ut igjen etter evigheter av stillhet — bortsett fra at denne er stor nok til å meisle ut strukturer som strekker seg over nesten en million lysår,» sa Kumari.

Du vil kanskje også likeDen sovende hjernen gjenspiller vonde minner med større presisjon enn gode

Kampen mot galaksehopens gass

J1007+3540 befinner seg inne i en massiv galaksehop fylt med ekstremt varm gass. Denne gassen utøver et ytre trykk som er langt høyere enn det de fleste radiogalakser utsettes for. De nyoppstartede strålene beveger seg derfor ikke i rette linjer ut mot tomrommet — de bøyes, komprimeres og deformeres av det fiendtlige miljøet. LOFAR-bildene viser at galaksens nordlige lapp er fysisk sammenpresset og krum, med plasma som tilsynelatende skyves tilbake av den omgivende gassen. Data fra uGMRT bekrefter at dette området inneholder svært gamle partikler som har mistet mesteparten av energien sin over millioner av år.

Medforfatter Sabyasachi Pal forklarte: «J1007+3540 er et av de klareste eksemplene på en episodisk aktiv galaksekjerne med jet-hope-vekselvirkning, der den varme omgivende gassen bøyer, komprimerer og deformerer strålene.»

Det fremgår av studien at denne kampen mellom det sorte hullets eksplosive kraft og hopens motstand ikke er et perifert fenomen. Når stråler fra en aktiv galaksekjerne fører kinetisk energi inn i den omgivende gassen, kan de hindre den gassen i å kjøle seg ned og kollapse til nye stjerner — en mekanisme kjent som AGN-tilbakekobling. Frekvensen og styrken til disse utbruddene bestemmer i stor grad takten en galakse vokser med over kosmologiske tidsskalaer. Vertsgalaksen til J1007+3540 er en massiv elliptisk galakse med stjerner dannet for mer enn tolv milliarder år siden, men den produserer fortsatt nye stjerner i en takt på over hundre solmasser i året. Prosessen er langt fra over.

Studiets begrensninger

Det bør påpekes at anslaget på 100 millioner år for inaktivitetsperioden bygger på modeller for plasmaets aldring — det vil si den takten elektroner mister energi i magnetfeltet over tid. Disse modellene inneholder betydelige usikkerheter ved de skalaene som er involvert her. Tidsintervallet er dermed et velfundert anslag snarere enn en direkte måling, og fremtidige observasjoner kan komme til å justere det. Studien fokuserer dessuten på ett enkelt objekt, og spørsmålet om hvor vanlige lignende sykluser er i den generelle populasjonen av gigant-radiogalakser, forblir åpent.

Teamet har annonsert oppfølgingsobservasjoner med høyere oppløsning for å kartlegge hvordan de nyaktiverte strålene sprer seg gjennom hopens indre medium. Resultatene ventes å bidra til en mer presis forståelse av hvordan supermassive sorte hull på kosmologiske tidsskalaer regulerer skjebnen til galaksene de bebor.

Mer som dette

TRAPPIST-1 b og c er nakne klipper – Webb viser 400 graders forskjell

Deformasjonstekniske La₃Ni₂O₇-tynnfilmer oppnår 40K-supraledning uten ekstremt trykk

Oksygen kartlagt i 4 546 punkter i NGC 1365 rekonstruerer 12 milliarder år med galaktisk evolusjon

Å blokkere ett enkelt protein gjør immunsystemets celler til mer effektive kreftdrepere

Lyset har alltid skjult et univers med 48 dimensjoner

En avføringsprøve oppdager 90 prosent av tykktarmskrefttilfeller uten koloskopi