science >> Wetenschap >  >> Astronomie

Uitstromend gas uit superzware zwarte gatkernen van sterrenstelsels

Een afbeelding van het sterrenstelsel Markarian 348 in het ultraviolet. Zijn actieve kern drijft uitstromend atomair gas aan, en nieuwe waarnemingen ervan en vier soortgelijke sterrenstelsels hebben de uitstroom en een roterende gascomponent in beeld kunnen brengen. Krediet:NASA/GALEX

Superzware zwarte gaten in de kernen van de meeste sterrenstelsels, inclusief onze Melkweg, ontwikkelen zich geleidelijk naarmate materiaal op het zaadzwarte gat aangroeit. De fysieke processen die deze groei aandrijven - de zogenaamde voedings- en feedbackprocessen - vinden plaats in de buurt van de melkwegkern. Wanneer de aanwas actief wordt, straling wordt uitgezonden die het gas in de buurt van de kern verlicht en ioniseert.

Aanwasschijfwinden kunnen interageren met het gas om uitstromend gas te produceren waarvan wordt waargenomen dat het snelheden van honderden km/sec bereikt. Relativistische jets van deeltjes afkomstig van het zwarte gat kunnen ook interageren met zijn materiaal. Deze verschillende soorten feedback zijn essentieel om te voorkomen dat er te massieve sterrenstelsels ontstaan.

Er is duidelijk bewijs gevonden voor al deze processen in hun optische emissielijnen van geïoniseerde atomen, waarvan de snelheden kunnen worden gemeten. Het was echter erg moeilijk om ruimtelijke informatie te verkrijgen over de geometrie van het aangeslagen gas. CfA-astronoom Martin Elvis en negen collega's gebruikten de Gemini acht-meter telescoop en een krachtig nieuw instrument dat zowel ruimtelijke (slechts een paar honderd lichtjaar groot) als snelheidsinformatie registreert.

Het team bestudeerde vijf relatief nabije sterrenstelsels waarvan bekend is dat ze actieve zwarte gatkernen hebben met heldere atomaire emissie. Ze ontdekten dat het gas in alle gevallen twee hoofdcomponenten heeft, een roterende en een uitstromende. Maar verder zijn de sterrenstelsels allemaal iets anders:in één draait het gas tegengesteld aan zijn sterren, in een andere is slechts één lob van de uitstroom te zien, en er zijn ook andere verschillen. Het nieuwe artikel is slechts de eerste in een reeks die naar verwachting in detail zal onderzoeken en modelleren hoe nucleaire zwarte gaten groeien.