Gecollimeerde jets bieden astronomen het krachtigste bewijs dat zich in het hart van de meeste sterrenstelsels een superzwaar zwart gat schuilhoudt. Sommige van deze zwarte gaten lijken actief te zijn, materiaal uit hun omgeving opslokken en jets lanceren met ultrahoge snelheden, terwijl anderen stil zijn, zelfs sluimerend. Waarom feesten sommige zwarte gaten en verhongeren anderen? Recente waarnemingen van het Stratospheric Observatory for Infrared Astronomy, of SOFIA, werpen licht op deze vraag.

SOFIA-gegevens geven aan dat magnetische velden stof vasthouden en opsluiten nabij het centrum van het actieve sterrenstelsel, Cygnus A, en het voeden van materiaal op het superzware zwarte gat in het midden.

Het uniforme model, die probeert de verschillende eigenschappen van actieve sterrenstelsels te verklaren, stelt dat de kern is omgeven door een donutvormige stofwolk, torus genoemd. Hoe deze verduisterende structuur wordt gecreëerd en in stand wordt gehouden, is nooit duidelijk geweest, maar deze nieuwe resultaten van SOFIA geven aan dat magnetische velden verantwoordelijk kunnen zijn voor het dichtbij genoeg houden van het stof om te worden verslonden door het hongerige zwarte gat. In feite, een van de fundamentele verschillen tussen actieve sterrenstelsels zoals Cygnus A en hun minder actieve neven, zoals onze eigen Melkweg, kan de aan- of afwezigheid zijn van een sterk magnetisch veld rond het zwarte gat.

Hoewel hemelmagnetische velden notoir moeilijk waar te nemen zijn, astronomen hebben gepolariseerd licht gebruikt - optisch licht van verstrooiing en radiolicht van versnellende elektronen - om magnetische velden in sterrenstelsels te bestuderen. Maar optische golflengten zijn te kort en de radiogolflengten zijn te lang om de torus direct waar te nemen. De door SOFIA waargenomen infrarode golflengten zijn precies goed, wetenschappers toestaan, Voor de eerste keer, om de stoffige torus te richten en te isoleren.

SOFIA's nieuwe instrument, de Airborne Wideband Camera-plus met hoge resolutie (HAWC+), is bijzonder gevoelig voor de infraroodstraling van uitgelijnde stofkorrels. Dit is een krachtige techniek gebleken om magnetische velden te bestuderen en een fundamentele voorspelling van het uniforme model te testen:de rol van de stoffige torus in de actieve sterrenstelsels.

"Het is altijd spannend om iets compleet nieuws te ontdekken, " merkte Enrique Lopez-Rodriguez op, een wetenschapper aan het SOFIA Science Center, en de hoofdauteur van het rapport van deze nieuwe ontdekking. "Deze waarnemingen van HAWC+ zijn uniek. Ze laten ons zien hoe infraroodpolarisatie kan bijdragen aan de studie van sterrenstelsels."

Recente waarnemingen van het hart van Cygnus A met HAWC+ laten zien dat infraroodstraling wordt gedomineerd door een goed uitgelijnde stoffige structuur. Door deze resultaten te combineren met archiefgegevens van het Herschel Space Observatory, de Hubble-ruimtetelescoop en de Gran Telescopio Canarias, ontdekte het onderzoeksteam dat dit krachtige actieve sterrenstelsel, met zijn iconische grootschalige jets, kan de verduisterende torus die het superzware zwarte gat voedt met een sterk magnetisch veld opsluiten.

De resultaten van deze studie zijn gepubliceerd in het nummer van 10 juli van The Astrofysische journaalbrieven .

Cygnus A bevindt zich op de perfecte locatie om meer te weten te komen over de rol die magnetische velden spelen bij het opsluiten van de stoffige torus en het kanaliseren van materiaal naar het superzware zwarte gat, omdat dit het dichtstbijzijnde en krachtigste actieve sterrenstelsel is. Er zijn meer waarnemingen van verschillende soorten sterrenstelsels nodig om een ​​volledig beeld te krijgen van hoe magnetische velden de evolutie van de omgeving rond superzware zwarte gaten beïnvloeden. Indien, bijvoorbeeld, HAWC+ onthult sterk gepolariseerde infraroodemissie van de centra van actieve sterrenstelsels, maar niet van stilstaande sterrenstelsels, het zou het idee ondersteunen dat magnetische velden de voeding van zwarte gaten reguleren en het vertrouwen van astronomen in het uniforme model van actieve sterrenstelsels versterken.