Málsverður svarthols nálgast óðfluga

VLT sjónaukinn finnur ský sem svarthol er að tæta í sig

Sævar Helgi Bragason 14. des. 2011 Fréttir

Í fyrsta sinn hafa stjörnufræðingar fundið dauðadæmt ský sem nálgast risasvartholið í miðju Vetrarbrautarinnar.

  • risasvarthol, miðja Vetrarbrautar, svarthol

Stjörnufræðingar hafa með hjálp Very Large Telescope ESO fundið gasský sem er nokkrum sinnum massameira en jörðin og nálgast óðfluga svartholið í miðju Vetrarbrautarinnar. Þetta er í fyrsta sinn sem dauðadæmt ský nálgast risasvarthol, að okkur ásjáandi. Niðurstöðurnar verða birtar í tímaritinu Nature sem kemur út 5. janúar 2012.

Í tuttugu ár hefur hópur stjörnufræðinga undir forystu Reinhard Genzel við Max-Planck Institute for Extraterrestrial Physics (MPE) í Garching í Þýskalandi, notað sjónauka ESO til að fylgjast með hreyfingum stjarna í kringum risasvartholið í miðju okkar vetrarbrautar (eso0846) [1]. Stjörnufræðingarnir hafa nú fundið einstakt áður óséð fyrirbæri sem nálgast svartholið hratt.

Síðustu sjö ár hefur hraði þessa fyrirbæris nærri tvöfaldast og orðið meira en 8 milljónir km á klukkustund. Fyrirbærið er á mjög ílangri braut [2] og um mitt ár 2013 verður vegalengdin milli þess og sjóndeildar svartholsins aðeins 40 milljarðar km, fjarlægð sem nemur um 36 ljósklukkustundum [3]. Fyrirbærið kemst því hársbreidd frá risasvartholinu á stjarnfræðilegan mælikvarða.

Fyrirbærið er mun kaldara en stjörnurnar í kring (aðeins um 280 gráður á Celsíus) og að mestu úr vetni og helíumi. Fyrirbærið er jónað gas- og rykský, um það bil þrisvar sinnum massameira en jörðin. Skýið glóir fyrir tilstilli orkuríkrar útfjólublárrar geislunar frá heitum stjörnum í kring, í þrengslunum í miðju Vetrarbrautarinnar.

Þéttleiki skýsins nú er mun meiri en heita gassins í kringum svartholið. En um leið og skýið færist nær soltna skrímslinu mun aukinn þrýstingur þjappa því enn frekar saman. Samtímis mun ógurlegt þyngdartog svartholsins, sem er fjórum milljón sinnum massameira en sólin, halda áfram að auka hraða skýsins og teygja á því eftir braut þess.

„Margir kannast við hugmyndina um geimfara sem verður að spaghettíi er hann nálgast svarthol. Í dag sjáum við það gerast í raunveruleikanum. Þetta nýfundna ský mun ekki komast heilu og höldnu í gegnum þessa raun“ segir Stefan Gillessen (MPE), aðalhöfundur greinar um rannsóknina.

Svartholið er nú þegar farið að tæta sundur brúnir skýsins en talið er að það muni leysast upp í heild sinni á næstu árum [4]. Milli 2008 til 2011 tóku stjörnufræðingar eftir greinilegum merkjum um aukna sundrungu í skýinu.

Þess er einnig vænst að efnið hitni gífurlega þegar það kemst næst svartholinu árið 2013 og taki þá að gefa frá sér röntgengeislun. Um þessar mundir er lítið af efni nálægt svartholinu svo þetta nýuppgötvaða ský verður stærsti málsverður þess á næstu árum.

Skýið er talið hafa myndast úr efni sem rekja má til ungra, massamikilla og nálægra stjarna sem glata massa hratt með öflugum stjörnuvindum. Slíkar stjörnur blása bókstaflega massa sínum frá sér. Hugsanlegt er að árekstrar stjörnuvinda frá tvístirni í námunda við svartholið gætu hafa leitt til myndunar skýsins.

„Næstu tvö ár verða mjög spennandi og ættu að veita okkur greinargóðar og gagnlegar upplýsingar um hegðun efnis í nánd við svo feykilega massamikil fyrirbæri“ segir Reinhard Genzel að lokum.

Skýringar

[1] Svartholið í miðju okkar vetrarbrautar er formlega þekkt sem Sgr A* (borið fram Sagittarius A stjarna). Það er nálægasta risasvartholið við okkur og hentar þar af leiðandi best til nákvæmra rannsókna á svartholum.

[2] Mælingarnar voru gerðar með NACO, innrauðri myndavél sem notast einnig aðlögunarsjóntækni og SINFONI, innrauðum litrófsrita. Bæði þessi mælitæki eru á Very Large Telescope ESO í Chile. Miðja Vetrarbrautarinnar er á bakvið þykk rykský sem dreifa og gleypa sýnilegt ljós. Því verður að rannsaka hana í innrauðu ljósi sem berst í gegnum rykið.

[3] Ein ljósklukkustund er sú vegalengd sem ljós ferðast á einni klukkustund. Ein ljósklukkustund er örlítið meiri vegalengd en fjarlægð Júpíters frá sólinni í sólkerfinu okkar. Til samanburðar er fjarlægðin milli sólar og næstu stjörnu meira en fjögur ljósár. Skýið fer framhjá svartholinu i tífalt meiri fjarlægð en Neptúnus er frá sólinni.

[4] Þessi áhrif eru vel þekkt í eðlisfræði vökva og sjást best þegar sýrópsdropi er settur í vatnsglas. Vatnið sundrar dropanum svo hann leysist upp — sýrópið þynnist í vatninu.

Frekari upplýsingar

Sagt er frá þessari rannsókn í greininni „A gas cloud on its way towards the super-massive black hole in the Galactic Centre“ eftir S. Gillessen et al., sem birtist í tímaritinu Nature sem kemur út 5. janúar 2012.

Í rannsóknarhópnum eru S. Gillessen (Max-Planck-Institut für extraterrestrische Physik [MPE] í Þýskalandi), R. Genzel (MPE; Department of Physics, University of California [UC] í Bandaríkjunum), T. Fritz (MPE í Þýskalandi), E. Quataert (Department of Astronomy, UC í Bandaríkjunum), C. Alig (Universitätssternwarte der Ludwig-Maximilians-Universität [LMU] í Þýskalandi), A. Burkert (MPE; LMU), J. Cuadra (Departamento de Astronomía y Astrofísica, Pontificia Universidad Católica de Chile í Chile), F. Eisenhauer (MPE), O. Pfuhl (MPE), K. Dodds-Eden (MPE), C. Gammie (Center for Theoretical Astrophysics, University of Illinois í Bandaríkjunum), T. Ott (MPE).

ESO, European Southern Observatory, stjörnustöð Evrópulanda á suðurhveli, er fremsta fjölþjóðlega stjörnustöð Evrópu og ein öflugasta stjörnustöð heims. Hún nýtur stuðnings 15 landa: Austurríkis, Belgíu, Brasilíu, Tékklands, Danmörku, Finnlands, Frakklands, Þýskalands, Ítalíu, Hollands, Portúgals, Spánar, Svíþjóðar, Sviss og Bretlands. Með því að reisa og reka öflugustu stjörnuathugunarstöðvar heims leggur ESO grunninn að mikilvægum uppgötvunum stjörnufræðinga. Í Chile rekur ESO þrjár stjörnuathugunarstöðvar í heimsflokki: La Silla, Paranal og Chajnantor. Á Paranalfjalli starfrækir ESO Very Large Telescope, fullkomnustu stjörnusjónauka heims sem notaðir eru til athugana á sýnilegu ljósi og tvo kortlagningarsjónauka. VISTA er stærsti kortlagningarsjónauki veraldar fyrir innrautt ljós og VLT Survey Telescope er stærsti sjónauki heims sem eingöngu er ætlað að kortleggja himinn í sýnilegu ljósi. ESO er þátttakandi í ALMA, byltingarkenndum útvarpssjónauka og stærsta stjarnvísindaverkefni heims. ESO hyggur einnig á smíði 40 metra risasjónauka, European Extremely Large Telescope eða E-ELT sem verður „stærsta auga jarðar“.

Tenglar

Tengiliðir

Sævar Helgi Bragason
University of Iceland
Reykjavík, Iceland
Cell: +354-896-1984
Email: eson-iceland@eso.org

Stefan Gillessen
Max-Planck Institute for Extraterrestrial Physics
Garching, Germany
Tel: +49 89 30000 3839
Email: ste@mpe.mpg.de

Reinhard Genzel
Max-Planck Institute for Extraterrestrial Physics
Garching, Germany
Tel: +49 89 30000 3281
Email: genzel@mpe.mpg.de

Richard Hook
ESO, La Silla, Paranal, E-ELT & Survey Telescopes Press Officer
Garching bei München, Germany
Tel: +49 89 3200 6655
Cell: +49 151 1537 3591
Email: rhook@eso.org

Þetta er þýðing á fréttatilkynningu ESO eso1151.

Tengdar myndir

  • svarthol, risasvartholTölvugerð mynd sem sýnir hvernig gasský sem nálgast risasvartholið í miðju okkar vetrarbrautar gæti tvístrast á næstu árum. Þetta er í fyrsta sinn sem dauðadæmt ský sést nálgast risasvarthol en búist er við að það tvístrist algjörlega árið 2013. Bláu línurnar sýna raunverulegar stjörnur á braut um svartholið. Myndin sýnir stöðu stjarnanna og gasskýsins árið 2021. Mynd: ESO/MPE/Marc Schartmann
  • svarthol, risasvartholTölvugerð mynd sem sýnir hvernig gasský sem nálgast risasvartholið í miðju okkar vetrarbrautar gæti tvístrast á næstu árum. Þetta er í fyrsta sinn sem dauðadæmt ský sést nálgast risasvarthol en búist er við að það tvístrist algjörlega árið 2013. Bláu línurnar sýna raunverulegar stjörnur á braut um svartholið. Myndin sýnir stöðu stjarnanna og gasskýsins árið 2011. Mynd: ESO
  • svarthol, risasvartholÞessar myndir voru teknar síðastliðinn áratug með NACO mælitækinu á Very Large Telescope ESO og sýnir hreyfingar gasskýs sem nálgast hratt risasvartholið í miðju okkar vetrarbrautar. Þetta er í fyrsta sinn sem dauðadæmt ský sést nálgast risasvarthol en búist er við að það tvístrist algjörlega árið 2013. Mynd: ESO/MPE

Tengt myndskeið

  • svarthol, risasvartholÍ þessum þætti ESOcast er fjallað um dauðadæmt ský sem nálgast risasvartholið í miðju okkar vetrarbrautar óðfluga. Með því að smella á „CC“ efst í hægra horninu er hægt að fá íslenskan texta með þættinum.

Krakkavæn útgáfa