Et svart hull 12 000 lysår unna retter jetstrålen sin mot jorden

Et svart hull omtrent 12 000 lysår fra Jorden skyter ut en plasmastråle med en hastighet nær lysets, og strålen peker omtrent i vår retning. Systemet, en støvdekket dobbeltstjerne som bare er kjent under katalognavnet IRAS 18293-0941, er det sterkeste eksemplet hittil på en «mikroblazar»: en stjernestor versjon av blazarene som lyser fra kjernene til fjerne galakser.

Det er viktig av to grunner. Hver blazar som er kjent til nå befinner seg millioner eller milliarder av lysår unna, så en miniatyrutgave innenfor Melkeveien er et laboratorium rett utenfor døren. Og teamet bak oppdagelsen hevder at systemets andre jetstråle, den som er rettet bort fra oss, kolliderer med en gassky hvor den kan akselerere partikler til omtrent en billiard elektronvolt, mer enn hundre ganger energien til protonstrålene i Large Hadron Collider.

Mikrokvasarer, dobbeltsystemer der et svart hull eller en nøytronstjerne trekker gass fra en følgestjerne og sender noe av det tilbake i to smale jetstråler, har vært kjent i flere tiår. Når en slik jetstråle peker nær vår siktelinje, gjør relativiteten at den halvdelen som kommer mot oss ser mye lysere ut, mens den som fjerner seg nesten forsvinner. Denne effekten, kalt dopplerforsterkning, er det som gjør blazarer så lyse. En galaktisk versjon har lenge vært spådd, men alle tidligere kandidater falt igjennom ved nærmere undersøkelse.

Slik gjemte jetstrålen seg bak en støvvegg

«Den ligger bak så mye støv at den er praktisk talt usynlig på vanlige optiske bilder,» sier førsteforfatter Josep Martí fra Universidad de Jaén i Spania. Objektet var blitt merket som en mulig røntgendobbeltstjerne og deretter, som han sier, «katalogisert for flere tiår siden og så mer eller mindre glemt.»

Radiostråling, som går gjennom støv, avslørte det. Kartleggingsbilder tatt med flere års mellomrom viste alle en kompakt kjerne og en enkelt lapp på den ene siden, uten noe på den andre: kjennetegnet på en jevn jetstråle snarere enn et enkeltutbrudd.

Arkivbilder fra Very Large Array og en åtte timer lang observasjon med European VLBI Network, som kobler sammen radioteleskoper over flere kontinenter til ett virtuelt teleskop, sporet den samme ensidige jetstrålen fra de minste skalaene opp til lappen. Den nærmende jetstrålen er minst 26 ganger lysere enn noe spor av tvillingen, noe som krever gass som beveger seg raskere enn to tredjedeler av lyshastigheten innenfor omtrent 48 grader fra vår siktelinje. Ved en illustrativ tre fjerdedeler av lyshastigheten blir vinkelen omtrent 26 grader.

Den avgjørende testen var posisjonen. Jetstrålens radioposisjon, målt til tusendeler av et buesekund, stemmer overens med stjernens posisjon fra European Space Agencys Gaia-satellitt, og utelukker den vanlige bedrageren: en fjern aktiv galakse som ligger bak en Melkevei-stjerne. Det, sier Benito Marcote fra Joint Institute for VLBI ERIC i Nederland, «bekreftet det: jetstrålen tilhører stjernesystemet.»

Optisk overvåking fra spanske teleskoper og Zwicky Transient Facility fant en lysstyrkevariasjon på bare 0,02 magnituder som gjentar seg hver 11,38 dag, parets omløpstid. En så liten variasjon, uten formørkelser, betyr at vi ser banen nesten fra siden, med en helning på omtrent 20 grader. Jetstråler som skytes ut vinkelrett på denne banen, bør peke nær oss, akkurat som radiodataene sier. Spektre fra Calar Alto peker på en varm, massiv kjempe eller superkjempe som følgestjerne, som avgir gass med 300 til 400 kilometer i sekundet inn i en støvete hylse.

Den andre jetstrålen treffer en sky

Jetstrålen som er rettet mot oss, løper inn i tynn gass og sprer seg til en bred, svak boble. Den fjernende jetstrålen forblir smal inntil den kolliderer med tett materiale titalls parsec unna (én parsec er omtrent 3,26 lysår). Der viser radiobilder fra Sør-Afrikas MeerKAT-array en kompakt varm flekk omgitt av lysende hydrogen og varmt støv: en sjokkfront, som baugbølgen fra en båt.

Kartlegginger av karbonmonoksidgass plasserer en stor molekylsky langs den siktelinjen i samme avstand, 3,6 kiloparsec, noe som er hvordan teamet kommer frem til 12 000 lysår. Den varme flekken overlapper også med LHAASO J1831-1007u*, en kilde til gammastråler over 100 teraelektronvolt oppdaget av Large High Altitude Air Shower Observatory i Kina.

«Det elegante er at akseleratormotoren og målet er to forskjellige objekter, titalls parsec fra hverandre,» sier medforfatter Pedro Luque-Escamilla fra Universidad de Jaén. I teamets modell slipper protoner akselerert av jetstrålen ut i skyen og kolliderer med gassen der, og produserer kortlivede partikler kalt pioner som forfaller til gammastrålene LHAASO ser. Bygget rundt et svart hull på 10 solmasser som mater seg i et voldsomt tempo, gjengir modellen systemets lys fra radiobølger til de høyeste gammastråleenergiene.

Sammenligning

Blazarer i andre galakser drives av supermassive sorte hull som veier millioner til milliarder av soler, og selv en av de nærmeste, Markarian 421, ligger omtrent 400 millioner lysår unna. IRAS 18293-0941 drives av et svart hull modellert til omtrent 10 solmasser og befinner seg mindre enn halvparten så langt unna oss som det sorte hullet i sentrum av Melkeveien, Sagittarius A*, som er omtrent 26 000 lysår unna.

Tidligere kandidater holdt ikke mål. V4641 Sagittarii manglet en jevn jetstråle og en uavhengig måling av orienteringen, og den sorte hullets dobbeltstjerne 4U 1543-47 produserte en ensidig jetstråle med en helning på mindre enn 27 grader fra vår siktelinje bare under et utbrudd. IRAS 18293-0941 har en jetstråle som ser lik ut på tvers av flere års kartlegginger, pluss en bane hvis helning kan måles separat – kombinasjonen astronomer bruker for å klassifisere blazarer.

Systemet slutter seg også til en voksende liste av mikrokvasarer knyttet til det mest energirike lyset i galaksen. Gammastråleobservatorier har nylig knyttet SS 433 og V4641 Sagittarii til ultra-høyenergi-utslipp, noe som styrker bevisene for at supernovarester ikke er Melkeveiens eneste store partikkelakseleratorer.

Hva det ikke avklarer

Artikkelen selv kaller IRAS 18293-0941 en «overbevisende galaktisk mikroblazarkandidat», ikke en avsluttet sak.

Det sorte hullet er ikke veid. Tallet på 10 solmasser er en modellantagelse, og følgestjernens type er usikker: støvet skjuler stjernelyset så kraftig at en lyssterk blå variabel, en sjeldnere og ustabil type massiv stjerne, ikke kan utelukkes.

Avstanden er et annet svakt punkt. Gaia returnerte en formelt negativ parallakse, som ikke gir noen brukbar avstand, og eldre studier plasserte systemet på 8 til 9 kiloparsec, mer enn dobbelt så langt unna. Tallet på 12 000 lysår forutsetter at jetstrålen virkelig treffer skyen ved 3,6 kiloparsec.

Et klassisk blazarkjennetegn mangler også: rask flimring. Teamet fant ingen optisk variasjon innenfor en time ned til 0,01 magnituder og argumenterer for at den støvete hylsen glatter ut raske endringer, en plausibel forklaring som fortsatt må testes.

Til slutt hviler koblingen til gammastrålene på posisjon og modellering. LHAASO J1831-1007u* har tidligere vært foreløpig knyttet til andre objekter i samme tettbefolkede område, og jetstrålens hastighet og vinkel er grenser snarere enn direkte målinger.

Vanlige spørsmål om mikroblazaren

Hva er en mikroblazar?

En mikroblazar er en mikrokvasar hvis jetstråle peker nær vår siktelinje. Det er et dobbeltsystem der et sort hull eller en nøytronstjerne med stjernemasse lever på en følgestjerne og sender ut jetstråler. Fordi jetstrålen går omtrent mot oss, gjør relativiteten at den ser lysere ut, akkurat som i de gigantiske blazarene i fjerne galakser.

Er en sort hull-jetstråle rettet mot Jorden farlig?

Nei. IRAS 18293-0941 er omtrent 12 000 lysår unna, og jetstrålen som er rettet mot oss, sprer seg til en bred, svak boble nær kilden. Det som når Jorden, er svak radiostråling, røntgenstråler og gammastråler som bare følsomme observatorier kan oppdage.

Hvor langt unna er IRAS 18293-0941?

Teamet anslår omtrent 3,6 kiloparsec, grovt 12 000 lysår, basert på molekylskyen jetstrålen ser ut til å treffe. Det er mindre enn halvparten av avstanden til sentrum av Melkeveien, selv om eldre anslag plasserer den mer enn dobbelt så langt unna.

Hva er forskjellen mellom en mikrokvasar og en blazar?

Begge er jetstråler fra et sort hull som mater seg. En blazar drives av et supermassivt sort hull i kjernen av en galakse, som veier millioner eller milliarder av soler, og jetstrålen peker mot oss. En mikrokvasar drives av et sort hull eller en nøytronstjerne på noen få solmasser i et dobbeltsystem. En mikroblazar kombinerer de to: en mikrokvasar hvis jetstråle tilfeldigvis peker vår vei.

Studien, av et team fra Spania, Nederland og Argentina, ble lagt ut som en forhåndspublikasjon 1. september 2026 og akseptert av Astronomy & Astrophysics; Netherlands Research School for Astronomy annonserte den 22. september. Den bygger på en European VLBI Network-kjøring 26. mai 2024, optisk overvåking gjennom 2024 og Calar Alto-spektre fra midten av 2025. Neste steg er målrettet oppfølging av kollisjonsstedet. «Vi planlegger flere observasjoner av den varme flekken der jetstrålen treffer,» sier Marcote.

Referanse: Martí et al., «A Galactic microblazar as a potential accelerator of ultra-high-energy particles,» Astronomy & Astrophysics, 2026. DOI: 10.1051/0004-6361/202661105

Tagger: Milky Way, IRAS 18293-0941, LHAASO, microblazar, mikrokvasar, svarte hull