ALMA-teleskopet har fanget de første nogensinde billeder af et sorte huls tiltrædelsesdisk - en "donut" af opvarmet gas og stof, der kredser omkring det, og som det gradvist absorberer, ifølge en artikel offentliggjort i Astrophysical Journal Letters.
”Når vi forklarer de forskellige egenskaber ved kvasarer, har vi længe troet, at aktive supermassive sorte huller er omgivet af en doughnut-lignende struktur af gas og støv. Vi kunne ikke se hende, da hun er meget lille. Det var kun takket være den ultrahøjopløste ALMA, at vi var i stand til at realisere denne drøm og bekræfte, at en sådan struktur findes,”siger Mastoshi Imanishi fra det japanske nationale astronomiske observatorium i Tokyo.
Space donuts og bagels
Supermassive sorte huller kan findes i midten af næsten enhver galakse. I modsætning til sorte huller, der vises, når stjerner kollapser, er deres masse flere millioner gange solen. De absorberer med jævne mellemrum stjerner, andre himmellegemer og gas og udsætter en del af det indfangne stof i form af jetfly - stråler af opvarmet plasma, der bevæger sig i nær lyshastighed.
Disse emissioner er ifølge astronomer resultatet af det faktum, at sorte huller ikke er i stand til at absorbere stof i ubegrænsede mængder. Der er en vis grænse, som astrofysikere kalder Eddington-grænsen: når det nås, begynder stoffet at samle sig i nærheden af det sorte hul i form af en varm "doughnut" - en akkretionsskive, hvor partikler gnider mod hinanden, opvarmes til ultrahøje temperaturer og skubbes ud i rummet.
Ikke alle sorte huller opfører sig på denne måde, forklarer Imanishi. For eksempel er objektet Sgr A * i midten af vores galakse kendetegnet ved en beskeden disposition og appetit, det har ingen jetfly og en akkretionsdisk. Spørgsmålet om, hvordan akkretionsdisken er dannet, og hvorfor nogle sorte huller kraftigt mister deres appetit eller omvendt erhverver den, er blevet et af hovedspørgsmålene i astronomi.
Japanske astrofysikere tog det første skridt i retning af at løse dette mysterium ved at observere spiralgalaksen M77 i stjernebilledet Cetus (en af de nærmeste naboer til Mælkevejen) med ALMA-mikrobølgeteleskopet på det høje plateau Chahnantor i Chile.
Salgsfremmende video:
Sort hul frokost
Disken til denne galakse drejes i vores retning "mod", som tillader astronomer at følge, hvad der sker i dens centrum, hvor er et af de mest aktive og lyseste supermassive sorte huller i umiddelbar nærhed af Mælkevejen.
For at søge efter en "donut" i sit centrum gik forskere fra Japan efter et trick: De observerede to typer molekyler, der kan være til stede i nærheden af et sort hul, men opfører sig forskelligt under forskellige forhold. F.eks. Findes carbonmonoxidmolekyler, som ALMA godt kan skelne, i næsten alle hjørner af galakser og kan udsende mikrobølger under næsten alle forhold.
På den anden side bliver stoffer såsom hydrocyansyre eller nogle aldehyder (de enkleste forbindelser af ilt, brint og kulstof) kun synlige for ALMA-antenner, når de er i særligt tætte gasskyer. Akkretionsskiven, forklarer astronomer, skal være meget tættere end de omgivende klynger af stof og kan detekteres ved at observere overskuddet af disse to forbindelser.
Ideen betalte sig - japanske astrofysikere formåede at hente de første detaljerede fotografier af "donut" på tiltrædelsesdisken og afslørede uventet nogle af dens egenskaber. For eksempel viste det sig, at den har en langstrakt og ujævn form - dette antyder, at dens rotation styres af tilfældige processer, og ikke kun tiltrækningen af "ejeren" af galaksen centrum.
Astronomer håber, at yderligere observationer af M77 vil hjælpe med til at forstå nøjagtigt, hvordan dens "donut" fik en så usædvanlig form, og hvorfor det sorte hul i midten af Mælkevejen ikke har en sådan.
