Det svarta hålet J1007+3540 vaknar efter 100 miljoner år av tystnad

Det svarta hålet i centrum av galaxen J1007+3540 låg inaktivt i ungefär 100 miljoner år. Nu har det vaknat igen, och dess nyuppstartade plasmastrålar sträcker sig över nästan en miljon ljusår genom djuprymden. En internationell forskargrupp har dokumenterat uppvaknandet i en studie publicerad i Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

Gruppen, ledd av Shobha Kumari vid Midnapore City College i Indien, använde två radioteleskop: LOFAR-nätverket i Nederländerna och det uppgraderade uGMRT i Indien. Radiobilden av J1007+3540 visar en tydligt skiktad struktur: ett yttre hölje av gammal, försvagad plasma från ett tidigare utbrott, uppskattat till flera hundra miljoner år, och inuti det ett kompakt, ljust stråle som entydigt signalerar att det centrala motorn har startat om. Uppehållet mellan de två aktivitetsfaserna utgör uppskattningsvis 100 miljoner år.

”Det är som att se en kosmisk vulkan utbryta igen efter årmiljoner av stillhet — fast den här är tillräckligt stor för att mejsla ut strukturer som sträcker sig över nästan en miljon ljusår,” sade Kumari.

Du kanske också gillarDen sovande hjärnan återuppspelar dåliga minnen med större precision än goda

Sammanstötningen med galaxhopens gas

J1007+3540 befinner sig inuti en massiv galaxhop fylld med extremt hett gas. Det gaset utövar ett yttre tryck som är betydligt högre än vad de flesta radiogalaxer utsätts för. De nyuppstartade strålarna rör sig därför inte rakt ut mot tomrummet — de böjs, komprimeras och deformeras av den omgivande miljön. LOFAR-bilderna visar att galaxens norra lob är fysiskt sammanklämd och böjd, med plasma som tycks pressas tillbaka av gaset. Data från uGMRT bekräftar att detta område innehåller mycket gamla partiklar som förlorat merparten av sin energi under miljontals år.

Medförfattaren Sabyasachi Pal konstaterade: ”J1007+3540 är ett av de tydligaste exemplen på ett episodiskt aktivt galaktiskt kärna med jet-hopsinteraktion, där det omgivande heta gaset böjer, komprimerar och deformerar strålarna.”

Det framgår av studien att denna kamp mellan det svarta hålets explosiva kraft och hopens motstånd inte är ett marginellt fenomen. När strålar från ett aktivt galaktiskt kärna för in kinetisk energi i det omgivande gaset kan de förhindra det gaset från att kylas ned och kollapsa till nya stjärnor — ett förlopp som kallas AGN-återkoppling. Frekvensen och styrkan hos dessa utbrott bestämmer i hög grad i vilken takt en galax växer. Värdgalaxen till J1007+3540 är en massiv elliptisk galax med stjärnor bildade för mer än tolv miljarder år sedan, men den producerar fortfarande nya stjärnor i en takt som överstiger hundra solmassor per år. Processen är långt ifrån avslutad.

Studiets begränsningar

Det bör framhållas att uppskattningen på 100 miljoner år för inaktivitetsperioden bygger på modeller för plasmats åldrande — det vill säga den takt med vilken elektroner förlorar energi i magnetfältet över tid. Dessa modeller innehåller betydande osäkerheter vid de skalor som är aktuella här. Tidsintervallet är alltså en välgrundad beräkning snarare än en direkt mätning, och framtida observationer kan komma att justera det. Studien fokuserar dessutom på ett enda objekt; hur vanliga liknande cykler är i den generella populationen av jätteradiogalaxer förblir en öppen fråga.

Gruppen har annonserat uppföljningsobservationer med högre upplösning för att kartlägga hur de nyaktiverade strålarna breder ut sig genom hopens inre medium. Resultaten väntas bidra till en mer precis förståelse av hur supermassiva svarta hål på kosmologiska tidsskalor reglerar ödet för de galaxer de bebor.

Mer som detta

Ljuset har alltid gömt ett universum med 48 dimensioner

Syre kartlagt i 4 546 punkter i NGC 1365 rekonstruerar 12 miljarder år av galaktisk evolution

TRAPPIST-1 b och c saknar atmosfär: Webb mäter 400 graders skillnad

Att blockera ett enda protein förvandlar immunsystemets celler till effektivare cancerdödare

Töjningstekniska La₃Ni₂O₇-tunnfilmer uppnår 40K-supraledning utan extremt tryck

Ett avföringsprov upptäcker 90 procent av tjocktarmscancerfallen utan koloskopi