Svart hål skjuter ut jetstråle – unik bild från rymden

I de flesta galaxers centrum finns ett supermassivt svart hål. Förutom att fånga in materia kan svarta hål också kasta ut materia, långt bort från den galax där de befinner sig. Hur denna process går till har länge varit ett mysterium.

Den nya bild som har publicerats, och som bland andra Chalmers-forskare ligger bakom, visar just detta för första gången. Den visar hur början på jetstrålen är sammankopplad med det material som kretsar kring ett supermassivt svart hål.

Som 6,5 miljarder solar

Det som syns på bilden sker i galaxen Messier 87 som ligger relativt nära vår galax Vintergatan, på 55 miljoner ljusårs avstånd. Det svarta hålet har en massa som är lika stor som 6,5 miljarder solar.

Tidigare observationer har visat både området nära det svarta hålet och jetstrålen, men detta är första gången man kan se båda objekt tillsammans.

Till vänster syns det svarta hålet. Bild: R.-S. Lu (SHAO), E. Ros (MPIfR), S. Dagnello (NRAO/AUI/NSF), eso.org.

På bilden ses strålen när den lämnar skuggan av det svarta hålet. När materia kretsar kring hålet värms det upp och sänder ut ljus. Det svarta hålet kröker och fångar in en del av detta ljus och bildar på så sätt en lysande ring kring hålet som kan ses från jorden. Det mörka området i ringens mitt är skuggan av det svarta hålet, som
första gången avbildades 2017.

Galaxen Messier 87. Bild: ESO.

Virtuellt teleskop

Bilden togs med hjälp av ett nätverk av radioteleskop i världen där 20-meters teleskopet vid Onsala rymdobservatorium i Sverige ingår. Genom att bilda ett virtuellt teleskop lika stort som jorden kunde nätverket urskilja mycket små detaljer i området runt det svarta hålet.

En illustration av hur det svarta hålet samt en jetstråle skulle kunna se ut. Bild: S. Dagnello (NRAO/AUI/NSF).

Det svarta hålet i Messier 87 var det första som någonsin avbildats av något teleskop, säger Jun Yang vid Onsala rymdobservatorium och Chalmers. Han är en av tre Chalmers-astronomer i den grupp som står bakom den nya bilden.

– Nu har vi en ny bild av detta svarta hål och dess omgivning, tagen i ljus av en annan våglängd, med ett annat teleskopnätverk – i vilket vårt eget teleskop i Onsala också ingår. Det är oerhört spännande att vara en del av ett globalt projekt som bryter ny mark på det här sättet.

Ett av rymdens mest mystiska områden

Framtida observationer med detta teleskopnätverk kommer att avslöja mer om hur supermassiva svarta hål kan kasta ut energirika jetstrålar.

– Vi planerar att observera området runt det svarta hålet i centrum av M87 vid olika radiovåglängder för att studera emissionen från jetstrålen ytterligare, säger Eduardo Ros från Max Planckinstitutet för radioastronomi.

– De kommande åren blir spännande eftersom vi kommer att lära oss mer om vad som händer nära ett av universums mest mystiska områden.

Lästips: Betlehems stjärna kan ha varit planeter

Vetenskaplig artikel:

A ring-like accretion structure in M87 connecting its black hole and jet, Nature.

Kontakt:

Robert Cumming, astronom, Onsala rymdobservatorium
robert.cumming@chalmers.se