science >> Wetenschap >  >> Astronomie

SDSS J1430+1339:Storm woedt in kosmisch theekopje

Samengesteld optisch/röntgenbeeld. Krediet:Chandra X-ray Center

Zin in een kopje kosmische thee? Deze is niet zo rustgevend als die op aarde. In een sterrenstelsel met een structuur met de bijnaam 'Theekopje, "Er woedt een galactische storm.

De bron van de kosmische rukwind is een superzwaar zwart gat begraven in het centrum van de melkweg, officieel bekend als SDSS 1430+1339. Terwijl materie in de centrale regio's van de melkweg naar het zwarte gat wordt getrokken, het wordt geactiveerd door de sterke zwaartekracht en magnetische velden in de buurt van het zwarte gat. Het invallende materiaal produceert meer straling dan alle sterren in het gaststelsel. Dit soort actief groeiend zwart gat staat bekend als een quasar.

Gelegen op ongeveer 1,1 miljard lichtjaar van de aarde, Het gastmelkwegstelsel van het theekopje werd oorspronkelijk ontdekt in beelden met zichtbaar licht door burgerwetenschappers in 2007 als onderdeel van het Galaxy Zoo-project, met behulp van gegevens van de Sloan Digital Sky Survey. Vanaf dat moment, professionele astronomen die ruimtetelescopen gebruiken, hebben aanwijzingen verzameld over de geschiedenis van dit sterrenstelsel met het oog op het voorspellen hoe stormachtig het in de toekomst zal zijn. Deze nieuwe samengestelde afbeelding bevat röntgengegevens van Chandra (blauw) samen met een optische weergave van NASA's Hubble-ruimtetelescoop (rood en groen).

Het "handvat" van het theekopje is een ring van optisch en röntgenlicht rond een gigantische bel. Deze handgreepvormige functie, die ligt ongeveer 30, 000 lichtjaar van het superzware zwarte gat, werd waarschijnlijk gevormd door een of meer uitbarstingen aangedreven door het zwarte gat. Radio-emissie - weergegeven in een afzonderlijk samengesteld beeld met de optische gegevens - schetst ook deze bel, en een bel van ongeveer dezelfde grootte aan de andere kant van het zwarte gat.

Röntgenfoto. Krediet:Chandra X-ray Center

Eerder, waarnemingen met optische telescoop toonden aan dat atomen in het handvat van het theekopje geïoniseerd waren, dat is, deze deeltjes werden geladen toen sommige van hun elektronen werden verwijderd, vermoedelijk door de sterke straling van de quasar in het verleden. De hoeveelheid straling die nodig is om de atomen te ioniseren werd vergeleken met die afgeleid uit optische waarnemingen van de quasar. Deze vergelijking suggereerde dat de stralingsproductie van de quasar in de afgelopen 40 met een factor tussen de 50 en 600 was afgenomen, 000 tot 100, 000 jaar. Deze afgeleide scherpe daling leidde ertoe dat onderzoekers concludeerden dat de quasar in het theekopje vervaagde of stierf.

Nieuwe gegevens van Chandra en ESA's XMM-Newton-missie geven astronomen een beter begrip van de geschiedenis van deze galactische storm. De röntgenspectra (dat wil zeggen de hoeveelheid röntgenstralen over een reeks energieën) laten zien dat de quasar zwaar wordt verduisterd door gas. Dit houdt in dat de quasar veel meer ioniserende straling produceert dan wordt aangegeven door de schattingen op basis van alleen de optische gegevens, en dat geruchten over de dood van de quasar misschien overdreven zijn. In plaats daarvan is de quasar de afgelopen 100 slechts een factor 25 of minder gedimd, 000 jaar.

De Chandra-gegevens tonen ook bewijs voor heter gas in de bel, wat kan betekenen dat een wind van materiaal van het zwarte gat wegblaast. Zo'n wind, die werd aangedreven door straling van de quasar, heeft mogelijk de bubbels in het theekopje gemaakt.

Optisch beeld. Krediet:Chandra X-ray Center

Astronomen hebben eerder bellen van verschillende groottes waargenomen in elliptische sterrenstelsels, melkweggroepen en clusters van melkwegstelsels die werden gegenereerd door smalle jets die deeltjes bevatten die met de snelheid van het licht reizen, die wegschieten van de superzware zwarte gaten. De energie van de jets domineert het vermogen van deze zwarte gaten, in plaats van straling.

In deze jet-aangedreven systemen, astronomen hebben ontdekt dat het vermogen dat nodig is om de bellen te genereren evenredig is met hun röntgenhelderheid. Verrassend genoeg, de door straling aangedreven Teacup quasar volgt dit patroon. Dit suggereert dat door straling gedomineerde quasarsystemen en hun door jets gedomineerde neven vergelijkbare effecten kunnen hebben op hun galactische omgeving.

Krediet:Chandra X-ray Center

Een studie die deze resultaten beschrijft, werd op 20 maart gepubliceerd. 2018 uitgave van De astrofysische journaalbrieven .