De Very Large Array (VLA) voor het eerst in twee decennia op een beroemd sterrenstelsel richten, een team van astronomen kreeg een grote verrassing, ontdekten dat er een helder nieuw object was verschenen in de buurt van de kern van de melkweg. Het object, de wetenschappers concludeerden, is ofwel een zeer zeldzaam type supernova-explosie of, waarschijnlijker, een uitbarsting van een tweede superzwaar zwart gat dat dicht om de primaire van de melkweg draait, centraal superzwaar zwart gat.

De astronomen observeerden Cygnus A, een bekend en vaak bestudeerd sterrenstelsel ontdekt door radioastronomiepionier Grote Reber in 1939. De radio-ontdekking werd in 1951 gekoppeld aan een zichtbaar lichtbeeld, en de melkweg, ongeveer 800 miljoen lichtjaar van de aarde, was een vroeg doelwit van de VLA na de voltooiing ervan in de vroege jaren tachtig. Gedetailleerde afbeeldingen van de VLA die in 1984 werden gepubliceerd, leverden grote vooruitgang op in het begrip van wetenschappers van de supersnelle "stralen" van subatomaire deeltjes die de intergalactische ruimte in worden gedreven door de zwaartekrachtsenergie van superzware zwarte gaten in de kernen van sterrenstelsels.

"Dit nieuwe object heeft ons misschien veel te vertellen over de geschiedenis van dit sterrenstelsel, " zei Daniël Perley, van het Astrophysics Research Institute van de John Moores University in Liverpool in het VK, hoofdauteur van een paper in the Astrofysisch tijdschrift de ontdekking aankondigen.

"De VLA-beelden van Cygnus A uit de jaren tachtig markeerden de staat van het waarnemingsvermogen op dat moment, " zei Rick Perley, van het National Radio Astronomy Observatory (NRAO). "Daarom, we hebben pas in 1996 naar Cygnus A gekeken, toen nieuwe VLA-elektronica voor een nieuwe reeks radiofrequenties voor onze waarnemingen had gezorgd." Het nieuwe object komt niet voor op de toen gemaakte beelden.

"Echter, de upgrade van de VLA die in 2012 werd voltooid, maakte het een veel krachtigere telescoop, dus we wilden Cygnus A bekijken met behulp van de nieuwe mogelijkheden van de VLA, ' zei Perley.

Daniël en Rick Perley, samen met Vivek Dhawan, en Chris Carilli, beide van NRAO, begon de nieuwe waarnemingen in 2015, en zette ze voort in 2016.

"Tot onze verbazing we vonden een opvallende nieuwe functie in de buurt van de kern van de melkweg die niet verscheen in eerder gepubliceerde afbeeldingen. Deze nieuwe functie is helder genoeg dat we hem zeker in de eerdere afbeeldingen zouden hebben gezien als er niets was veranderd, "zei Rick Perley. "Dat betekent dat het ergens tussen 1996 en nu moet zijn ingeschakeld, " hij voegde toe.

De wetenschappers observeerden vervolgens Cygnus A met de Very Long Baseline Array (VLBA) in november 2016, het nieuwe object duidelijk detecteren. Een zwak infrarood object wordt ook gezien op dezelfde locatie in Hubble Space Telescope en Keck-waarnemingen, oorspronkelijk gemaakt tussen 1994 en 2002. De infraroodastronomen, van het Lawrence Livermore National Laboratory, had het object toegeschreven aan een dichte groep sterren, maar de dramatische opflakkering van de radio dwingt tot een nieuwe analyse.

Wat is het nieuwe voorwerp? Op basis van zijn kenmerken, de astronomen concludeerden dat het een supernova-explosie moest zijn of een uitbarsting van een tweede superzwaar zwart gat nabij het centrum van de melkweg. Terwijl ze het toekomstige gedrag van het object willen bekijken om er zeker van te zijn, ze wezen erop dat het object te lang te helder is gebleven om consistent te zijn met een bekend type supernova.

"Vanwege deze buitengewone helderheid, we beschouwen de supernova-verklaring onwaarschijnlijk, ' zei Dhawan.

Hoewel het nieuwe object zeker los staat van het centrale superzware zwarte gat van Cygnus A, met ongeveer 1500 lichtjaar, het heeft veel van de kenmerken van een superzwaar zwart gat dat zich snel voedt met omringend materiaal.

"We denken dat we een tweede superzwaar zwart gat hebben gevonden in dit sterrenstelsel, wat aangeeft dat het in het astronomisch recente verleden is samengesmolten met een ander sterrenstelsel, "Zei Carilli. "Deze twee zouden een van de dichtste paren superzware zwarte gaten zijn die ooit zijn ontdekt, waarschijnlijk zelf zullen fuseren in de toekomst."

De astronomen suggereerden dat het tweede zwarte gat de afgelopen jaren zichtbaar is geworden voor de VLA omdat het een nieuwe bron van te verslinden materiaal is tegengekomen. dat materiaal, ze zeiden, kan ofwel gas zijn dat is verstoord door de samensmelting van de sterrenstelsels of een ster die dicht genoeg bij het secundaire zwarte gat is gepasseerd om te worden versnipperd door zijn krachtige zwaartekracht.

"Verdere observaties zullen ons helpen een aantal van deze vragen op te lossen. als dit een secundair zwart gat is, kunnen we misschien anderen vinden in soortgelijke sterrenstelsels, ' zei Daniël Perley.

Rick Perley was een van de astronomen die in de jaren tachtig de originele Cygnus A-waarnemingen met de VLA deed. Daniel Perley is zijn zoon, nu ook een onderzoeksastronoom.

"Daniel was pas twee jaar oud toen ik Cygnus A voor het eerst zag met de VLA, " zei Rick. Als middelbare scholier in Socorro, New Mexico, Daniel gebruikte VLA-gegevens voor een bekroond wetenschappelijk beursproject dat hem naar het internationale concurrentieniveau bracht, ging vervolgens door met het behalen van een doctoraat in de astronomie.