Onderzoekers van de Universiteit van Californië, Santa Cruz (UCSC), geloof stofwolken, in plaats van twee zwarte gaten, kan de kenmerken van actieve galactische kernen (AGN's) verklaren. Het team publiceert hun resultaten vandaag (14 juni) in een paper in Maandelijkse mededelingen van de Royal Astronomical Society .

Veel grote sterrenstelsels hebben een AGN, een klein helder centraal gebied aangedreven door materie die in een superzwaar zwart gat spiraalt. Wanneer deze zwarte gaten krachtig materie opslokken, ze zijn omgeven door hete, snel bewegend gas dat bekend staat als het "brede lijngebied" (zo genoemd omdat de spectraallijnen van dit gebied worden verbreed door de snelle beweging van het gas).

De emissie van dit gas is een van de beste informatiebronnen over de massa van het centrale zwarte gat en hoe het groeit. De aard van dit gas is echter slecht begrepen; met name is er minder emissie dan verwacht van gas dat met bepaalde snelheden beweegt. De ineenstorting van eenvoudige modellen heeft sommige astrofysici ertoe gebracht te denken dat veel AGN's misschien niet één maar twee zwarte gaten bevatten.

De nieuwe analyse wordt geleid door Martin Gaskell, een onderzoeksmedewerker in astronomie en astrofysica aan het UCSC. In plaats van twee zwarte gaten aan te roepen, het verklaart veel van de schijnbare complexiteit en variabiliteit van de emissies uit het brede lijngebied als het resultaat van kleine stofwolken die de binnenste gebieden van AGN's gedeeltelijk kunnen verduisteren.

Gaskell merkt op:"We hebben aangetoond dat veel mysterieuze eigenschappen van actieve galactische kernen kunnen worden verklaard door deze kleine stofwolken die veranderingen veroorzaken in wat we zien."

Co-auteur Peter Harrington, een UCSC-afgestudeerde student die als niet-gegradueerde aan het project begon te werken, legde uit dat gas dat spiraalsgewijs naar het centrale zwarte gat van een melkwegstelsel beweegt, een platte "accretieschijf" vormt, " en het oververhitte gas in de accretieschijf zendt intense thermische straling uit. Een deel van dat licht wordt "opgewerkt" (geabsorbeerd en opnieuw uitgezonden) door waterstof en andere gassen die boven de accretieschijf in het brede lijngebied wervelen. Daarboven en daarbuiten is een gebied van stof.

"Zodra het stof een bepaalde drempel overschrijdt, wordt het onderworpen aan de sterke straling van de accretieschijf, " zei Harrington. De auteurs geloven dat deze straling zo intens is dat het het stof van de schijf wegblaast, resulterend in een klonterige uitstroom van stofwolken beginnend aan de buitenrand van het brede lijngebied.

Het effect van de stofwolken op het uitgestraalde licht is dat het licht dat van achteren komt, er zwakker en roder uitziet, net zoals de atmosfeer van de aarde de zon zwakker en roder doet lijken bij zonsondergang. Gaskell en Harrington ontwikkelden een computercode om de effecten van deze stofwolken op waarnemingen van het brede lijngebied te modelleren.

De twee wetenschappers laten ook zien dat door stofwolken op te nemen in hun model, het kan veel kenmerken van emissie uit het brede lijngebied repliceren die astrofysici al lang in verwarring brengen. In plaats van dat het gas verandert, asymmetrische verdeling die moeilijk uit te leggen is, het gas zit gewoon in een uniform, symmetrisch, turbulente schijf rond het zwarte gat. De schijnbare asymmetrieën en veranderingen zijn te wijten aan stofwolken die voor het brede-lijngebied passeren en de gebieden erachter er zwakker en roder uit laten zien.

"We denken dat het een veel natuurlijkere verklaring is voor de asymmetrieën en veranderingen dan andere, meer exotische theorieën, zoals binaire zwarte gaten, die zijn ingeroepen om ze uit te leggen, " zei Gaskell. "Onze uitleg laat ons de eenvoud behouden van het standaard AGN-model van materie die spiraalsgewijs op een enkel zwart gat draait."