Astronomen zien in realtime hoe een superzwaar zwart gat ontwaakt

Meld u aan voor de wetenschapsnieuwsbrief Wonder Theory van CNN. Verken het universum met nieuws over fascinerende ontdekkingen, wetenschappelijke vooruitgang en meer.

CNN
—

Astronomen zijn getuige van een spektakel dat nog nooit eerder in het universum is gezien: het ontwaken van een superzwaar zwart gat in het centrum van een ver sterrenstelsel.

Eind 2019, Team van Astronomen hebben een onopvallend sterrenstelsel opgemerkt, SDSS1335+0728 genaamd, dat zich op 300 miljoen lichtjaar afstand bevindt in het sterrenbeeld Maagd. Een plotselinge piek in de helderheid van het sterrenstelsel werd spontaan gedetecteerd door de Zwicky Transient Facility-telescoop van het Palomar Observatorium in Californië.

Dankzij het extreem brede gezichtsveld scant de camera elke twee dagen de hele noordelijke hemel, waarbij gegevens worden vastgelegd over hemellichamen zoals asteroïden die zich dichtbij de aarde bevinden, maar ook heldere, verre supernova’s.

Een interdisciplinair team van astronomen en ingenieurs heeft de observatie van Zwicky gevolgd met behulp van informatie van telescopen in de ruimte en op de grond om te zien hoe de helderheid van het sterrenstelsel in de loop van de tijd is veranderd.

Tot hun verbazing beseften de onderzoekers dat ze getuige waren van een uniek moment met het ontwaken van een kosmisch monster. De resultaten van hun onderzoek zijn geaccepteerd voor publicatie in de Journal of Astronomy and Astrophysics.

“Stel je voor dat je al jaren een ver sterrenstelsel observeert, en het lijkt altijd stil en inactief te zijn”, zegt hoofdonderzoeksauteur Paula Sanchez Saez, astronoom bij het European Southern Observatory in Duitsland, in een verklaring. “Plotseling begon (de kern ervan) dramatische veranderingen in helderheid te vertonen, in tegenstelling tot alle typische gebeurtenissen die we eerder hebben gezien.”

Het team classificeerde het sterrenstelsel als een actieve galactische kern, oftewel een helder, compact gebied dat zich voedt met een superzwaar zwart gat.

Een aantal hemelse scenario’s kunnen ervoor zorgen dat een sterrenstelsel plotseling helderder wordt, zoals supernova-explosies of wanneer sterren te dicht bij zwarte gaten komen en uit elkaar worden gescheurd tijdens fenomenen die getijdenverstoringen worden genoemd.

Maar dergelijke gebeurtenissen duren slechts tientallen of honderden dagen, en SDSS1335+0728 blijft in helderheid toenemen, meer dan vier jaar nadat onderzoekers voor het eerst merkten dat de helderheid ervan toenam als het tikken van een kosmische lichtschakelaar.

De helderheidsvariaties in de Melkweg zijn anders dan alles wat astronomen eerder hebben gezien, wat de verwarring nog groter heeft gemaakt.

Om antwoorden te vinden heeft het team archiefgegevens van NASA’s Wide Field Infrared Survey Explorer, de Galaxy Evolution Explorer, de 2 Micron All-Sky Survey, de Sloan Digital Sky Survey en andere observatoria beoordeeld.

De onderzoekers vergeleken de gegevens met vervolgwaarnemingen van de Very Large Telescope (VLT) van de European Southern Observatory in Chili, de Southern Astrophysical Research Telescope in Chili, de W.M Keck Observatory in Hawaï en NASA’s Neil Girls-Swift en Chandra Space Observatorium. Röntgenobservatoria.

Samen gaven de datasets een breed beeld van het sterrenstelsel voor en na de waarneming in december 2019, waaruit bleek dat het sterrenstelsel de afgelopen jaren is verschoven om meer ultraviolet, zichtbaar en infrarood licht uit te zenden, en vanaf februari meer röntgenstraling – iets ongekends. gedrag, zei Sánchez Saez.

Gezien het feit dat het sterrenstelsel 300 miljoen lichtjaar verwijderd is, hebben de gebeurtenissen die astronomen zien zich in het verleden voorgedaan, maar het licht van deze gebeurtenissen bereikt nu de aarde na miljoenen jaren door de ruimte te hebben gereisd. Eén lichtjaar is dat De afstand die het licht in één jaar aflegtDat 5,88 biljoen mijl (9,46 biljoen kilometer).

“De meest voor de hand liggende optie om dit fenomeen te verklaren is dat we zien hoe de (kern) van de Melkweg (…) activiteit begon te vertonen”, zegt co-auteur Lorena Hernandez Garcia, een astronoom aan het Millennium Institute for Astrophysics en Columbia Universiteit. Valparaiso, beiden in Chili, in een verklaring. “Als dat zo is, zou dit de eerste keer zijn dat we een enorm zwart gat in realtime zien activeren.”

Superzware zwarte gaten worden geclassificeerd als massa’s die 100.000 keer groter zijn dan de massa van onze zon. Het is te vinden in het centrum van de meeste sterrenstelsels, inclusief de Melkweg.

“Deze gigantische monsters zijn meestal inactief en niet direct zichtbaar”, zegt Claudio Ricci, co-auteur en assistent-professor aan de Diego Portales Universiteit in Chili, in een verklaring. “In het geval van SDSS1335+0728 konden we het ontwaken van het superzware zwarte gat waarnemen, dat zich plotseling begon te voeden met het beschikbare gas in zijn omgeving en extreem helder werd.”

Eerder onderzoek heeft gewezen op inactieve sterrenstelsels die na enkele jaren actief lijken te worden, en die meestal worden gestimuleerd door de activiteit van zwarte gaten. Maar het proces van het ontwaken van zwarte gaten is tot nu toe nog nooit direct waargenomen, zegt Hernandez-Garcia.

Ritchie zei dat hetzelfde scenario zou kunnen gebeuren met het superzware zwarte gat in het centrum van de Melkweg, Boogschutter A*, maar astronomen weten niet zeker hoe waarschijnlijk dat is.

Astronomen kunnen niet uitsluiten dat hun waarneming een ongewoon langzame getijdenverstoring is, of een nieuw, onbekend hemelverschijnsel.

“Ongeacht de aard van de verschillen levert (dit sterrenstelsel) waardevolle informatie op over hoe zwarte gaten groeien en evolueren”, aldus Sanchez Saez. “We verwachten dat instrumenten zoals MUSE op de VLT of die op de komende Very Large Telescope de sleutel zullen zijn om te begrijpen waarom het sterrenstelsel zo helder is.”