De grootste zwart gat explosie ooit zou Kosmologisch Mysterie kunnen oplossen

Astronomen hebben een verre melkweg gezien die materiaal wegblaast met twee biljoen keer de energie die de zon uitzendt - de grootste uitbarsting ooit gezien. Die uitwerping van materie zou een belangrijke vraag over het universum kunnen beantwoorden: waarom zijn de zwarte gaten in de centra van sterrenstelsels zo licht?

Computermodellen van het vroege universum produceren meestal een virtuele kosmos die op de onze lijkt, behalve één ding. De verhouding van de massa zwarte gaten in melkwegcentra tot de rest van de materie in sterrenstelsels is groter in de simulaties dan in het echte universum.

Wetenschappers denken dat sterrenstelsels zich op de een of andere manier van veel van de massa ontdoen die uiteindelijk in hun centrale zwarte gaten terecht zouden zijn gekomen. Tot nu toe hadden onderzoekers echter een gebrek aan uitleg over hoe dit zou kunnen gebeuren.

Het verdrijven van materie uit sterrenstelsels kost energie. "We hadden wat energie nodig van supermassieve zwarte gaten", vertelde Nahum Arav, een astrofysicus bij Virginia Tech, aan ProfoundSpace.org.

Supermassieve zwarte gaten zijn duidelijke kandidaten, omdat ze de meest energetische objecten zijn die bekend zijn. Sommige sterrenstelsels met actieve zwarte gaten, quasars genaamd, schitteren helderder dan al het andere in het universum. "Onze simulaties toonden aan dat als we de quasar toestaan ​​om veel mechanische energie vrij te maken, dan zouden de massa's van sterrenstelsels overeenkomen met waarnemingen," zei Arav.

Arav leidde een team dat een quasar observeerde, genaamd SDSS J1106 + 1939, die dateert van toen het universum slechts 3 miljard jaar oud was (het is nu ongeveer 13,7 miljard jaar oud). De meeste quasars zijn miljoenen of zelfs miljarden lichtjaren ver weg, wat betekent dat we ze zien zoals ze lang geleden waren. Als zodanig bieden ze een uniek venster in de tijd, toen sterrenstelsels jong waren.

De onderzoekers gebruikten een instrument genaamd spectrometer, dat licht uitstraalt naar zijn samenstellende golflengten, verbonden aan de Very Large Telescope van het European Southern Observatory in Chili. Dit instrument onthulde een gigantische wolk van heet, geïoniseerd gas dat met bijna 5.000 mijl per seconde (8.000 kilometer per seconde) uit de melkweg werd weggeblazen, of ongeveer 2,6 procent de snelheid van het licht. Het gas is meestal waterstof met wat helium en sporen van andere elementen zoals koolstof. [Meest krachtige Black Hole Quasar ontdekt (video)]

De energie die nodig is om die ontploffing af te vuren is vijf keer groter dan welke andere quasar tot nu toe heeft getoond.

De enorme omvang van deze uitworp toont een manier voor jonge sterrenstelsels om de massa te ontladen: de energie in een quasar die we gewoonlijk zien als straling kan worden omgezet in kinetische energie of energie van beweging. Deze uitbarsting werpt elk jaar ongeveer 400 keer de massa van de zon op en dergelijke gebeurtenissen duren van 10 miljoen tot 100 miljoen jaar.

Dat, zei Arav, zou de sleutel kunnen zijn tot waarom sterrenstelsels over het algemeen minder massief zijn dan ze zouden moeten zijn, en waarom de zwarte gaten in hun centra de maten zijn die ze zijn. "Het geeft de theoretici iets om mee te werken," zei hij.

Arav zei dat het precieze mechanisme voor deze massa-ejecties nog steeds niet duidelijk is, en zijn eigen waarnemingen wijzen nog niet op wat het zou kunnen zijn. Toekomstig werk zou astronomen en kosmologen in staat kunnen stellen hypotheses op te stellen.

Saavik Ford, universitair hoofddocent astronomie aan het Bronx Manhattan Community College en onderzoeksmedewerker bij het American Museum of Natural History, zei dat als dit fenomeen vaak voorkomt, het ook kan helpen om veel andere vragen te beantwoorden. Een daarvan is waarom sommige clusters van sterrenstelsels zijn ingebed in gas dat röntgenstralen uitzendt, wat enige energiebron zou vereisen. De bevinding zou ook astronomen kunnen helpen begrijpen waarom stervorming in sommige massieve elliptische sterrenstelsels lijkt te stoppen wanneer dat het geval is.

Maar de ontdekking is geen duidelijk rookkanon. Arav zei dat hij meer waarnemingen wil doen en wil zien of hij en zijn collega's niet meer quasars zoals deze kunnen vinden. Zo niet, of als dergelijke uitstromen zeldzamer zijn, dan is er een ander fenomeen aan het werk. "Ik hoop in twee jaar tijd een mooie steekproef van ongeveer 10 te hebben," zei hij.

De nieuwe observaties zullen verschijnen in een paper onder leiding van Benoit Borguet van Virginia Tech, te verschijnen in een komende uitgave van The Astrophysical Journal.

Zwarte gaten zijn zo bizar dat ze onwerkelijk klinken. Toch hebben astronomen goed bewijs gevonden dat ze bestaan. Test je kennis van deze gekke wonderen.