21.04.20: Ved hjelp av to røntgenteleskop i rommet har astronomer observert etterdønningene fra den voldsomste kjente eksplosjonen som har funnet sted i Universet etter Big Bang.

av Knut Jørgen Røed Ødegaard

Sammensatt bilde som viser et kjempeutbrudd i Ophiuchus-superhopen.
Foto: Røntgen: ESA/XMM-Newton og NASA/CXC/Naval Research Lab/S. Giacintucci; Radio: NCRA/TIFR/GMRTN; Infrarødt: 2MASS/UMass/IPAC-Caltech/NASA/NSF

Det enorme utbruddet fant sted i den såkalte Ophiuchus-superhopen, en kolossal ansamling av mange tusen galakser, het gass og mørk materie som holdes sammen av tyngdekreftene. Superhopen befinner seg rundt 390 millioner lysår fra vår egen galakse, Melkeveien, og gigantutbruddet kobles til voldsomme jetstråler fra det supertunge sorte hullet i midten av superhopens sentralgalakse. Superhullet slurper i seg kolossale mengder av den omkringliggende gassen og blåser fra tid til annen ut store mengder med stoff og energi.

Typisk struktur på et supermassivt sort hull. Rundt det sorte hullet i midten er en virvlende skive av materiale som går i spiral innover mot midten. Noe av gassen blir slukt av hullet, mens noe også blir skutt ut igjen langs hullets poler i form av to intense jetstråler.
Illustrasjon: Wikipedia

Rekordutblåsningen er oppdaget på bilder tatt med røntgenteleskopene Chandra (NASA) og XMM-Newton (ESA) samt radioobservasjoner gjort med to observatorier i Australia og India. Slike superhoper er Universets største strukturer og inneholder tusener av galakser, hver med mange milliarder stjerner. Galaksene i superhoper er gruppert i store og små hoper. I midten av hele gigantstrukturen er det gjerne en enorm galakse med et ekstremt stort og masserikt sort hull i midten.

Det gjelder både Virgohopen, vår lokale superhop som har en diameter på 110 millioner lysår, og den enda større Ophiuchus-superhopen.

Ekstremhullet i midten av Ophiuchus-superhopen er tidvis omgitt av store mengder gass som virvler i spiral innover mot det sorte hullet. Noe av gassen forsvinner inn i det sorte hullet som dermed vokser seg enda større, men en god del gass blir også skutt ut igjen med kolossal hastighet i to gass-stråler – jetstråler. Jetstrålene treffer materiale som befinner seg både rundt hullet og galaksen og skyver dette stoffet bort.

På det minste bildet er de nye Chandra-observasjonene forstørret.
Foto: Røntgen: ESA/XMM-Newton og NASA/CXC/Naval Research Lab/S. Giacintucci; Radio: NCRA/TIFR/GMRTN; Infrarødt: 2MASS/UMass/IPAC-Caltech/NASA/NSF

Men nå viser nye undersøkelser at det ekstraordinært voldsomme utbruddet faktisk har funnet sted! Den buede kanten ble først bekreftet med observasjoner gjort med ESAs røntgen-observatorium XMM-Newton. Observasjoner gjort med radioteleskop viste deretter at kanten virkelig er en del av veggen på hulrommet fordi veggen avgrenser et område som sender ut radiostråling. Radiostrålingen skyldes elektroner som er akselerert til nær lysets hastighet, noe som med all sannsynlighet skjedde rett ved det supertunge sorte hullet. Radioobservasjonene passer som hånd i hanske med røntgenobservasjonene, uttaler prosjekt-teamets Maxim Markevitch ved NASAs Goddard Space Flight Center i Greenbelt, Maryland, og observasjonene viser at det har funnet sted et utbrudd av en størrelse som aldri tidligere er observert.

Superhoper i det lokale univers. Vi befinner oss i utkanten av Virgo-superhopen.
Illustrasjon: Andrew Z. Colvin

Rekordstor energi

Energien som har vært nødvendig for å lage hulrommet i Ophiuchus er omtrent fem ganger større enn den tidligere rekordholderen, MS 0735+74 (oppdaget i 2005), og hundretusener ganger kraftigere enn gjennomsnittlige utbrudd i galaksehoper.

Hulrommet er omtrent 100 millioner lysår i diameter, og massen som har blitt skutt ut fra det sorte hullet anslås å tilsvare rundt 270 millioner solmasser.

Superutbruddet må ha tatt slutt siden radioobservasjonene ikke viser tegn på at det fortsatt finnes jetstråler fra det sorte hullet. Dette kan forklares ut fra røntgenobservasjonene gjort med Chandra som viser at den tetteste og kjøligste gassen befinner seg i en annen posisjon enn sentralgalaksen. Dersom gassen har flyttet seg bort fra galaksen, har den sluttet å fore det enorme sorte hullet, og dermed har også jetstrålene blitt skrudd av.

Gassforflytningen skyldes trolig at gass-skyen «skvulper» frem og tilbake rundt midten av galaksehopen. Sammensmeltningen av to galaksehoper kan utløse slik «skvulping», men i dette tilfellet kan den ha blitt utløst av utbruddet selv.

Det er nødvendig med ytterligere observasjoner for fullt ut å forstå dette ekstreme fenomenet som mangler sidestykke i den observerte delen av Universet.

Vår posisjon i rommet fra Solsystemet og ut til hele det observerbare univers. Klikk på bildet eller last det ned (ved å høyreklikke) og studer detaljene! Mer om bildet
Illustrasjon: Andrew Z. Colvin

Klikk på “Liker” og få melding når nye saker legges ut!

MER INFORMASJON

Pressemelding fra temaet bak Chandra-teleskopet

Nyhetssak fra ESA

Wikipedia om superhopen

Flere saker om sorte hull