Sorte huller er voldsomme fænomener i rummet.
De er kendt for at være ekstremt sammenpressede og have en vanvittig tyngdekraft, som kan tiltrække stjerner og planeter – selv lyset med sin hastighed på 300.000 km/s kan ikke slippe væk fra sorte huller.
I et nyt studie har forskere opdaget et sort hul, som er i færd med at æde en stjerne. Måltidet er ganske usædvanligt, for mens stjernen bliver spist, udsender det sorte hul en såkaldt relativistisk jet – en strøm af partikler med en vild fart tæt på lysets hastighed.
»Vi har været ekstremt heldige med opdagelsen, for det er et meget sjældent fænomen. Det er kun fjerde gang, man ser det, og sidste gang var for mere end 10 år siden,« siger Giorgos Leloudas, som er seniorforsker og astrofysiker ved DTU Space på Danmarks Tekniske Universitet.
Han er en af forskerne bag opdagelsen, som netop er publiceret i det videnskabelige tidsskrift Nature og i en tilhørende artikel i Nature Astronomy.
Forsker: Sjældent og spændende
På Københavns Universitet vækker den nye opdagelse også begejstring.
»Det er et meget sjældent fænomen, så det er rigtig spændende. Der vil uden tvivl være mange teoretiske fysikere, som nu vil gå i gang med at udforske opdagelsen og skabe modeller, som kan forsøge at forklare den i flere detaljer,« siger Aprajita Hajela, som er postdoc ved Niels Bohr Institutet på Københavns Universitet, hvor hun forsker i sorte huller.
Hun hæfter sig blandt andet ved, at det er første gang, man har opdaget en jet fra et sort hul, hvorfra der også udsendes synligt lys.
»Jetten består af en meget tynd stråle af partikler, formet som en kegle, der skydes ud fra det sorte hul. Hvis noget skal sendes ud i en tynd stråle med en hastighed tæt på lysets hastighed, er der brug for rigtig meget energi. Så uanset hvilken proces der skaber jetten, er det nødt til at være en af de mest kraftfulde processer i universet,« siger Aprajita Hajela, som ikke har været en del af det nye studie.
Fortsat et mysterium
Spørgsmålet er, hvorfor i alverden det sorte hul udsender en jet – altså den voldsomme strøm af partikler – mens den æder stjernen?
»Vi ved det ikke, men vi foreslår i studiet, at det kan hænge sammen med, at det sorte hul roterer meget hurtigt, og at rotationen kan være med til at udløse en jet,« siger Giorgos Leloudas.
Han understreger dog, at det kun er en teori, og at det fortsat er et uløst mysterium, hvordan det voldsomme fænomen opstår.
Forskerne mener, at det sorte hul, som udsender jetten, befinder sig i centrum af en galakse ekstremt langt borte.
Mere præcist anslår de ifølge Giorgos Leloudas, at den er 8,5 milliarder lysår væk. Det betyder, at lyset har rejst 8,5 milliarder år gennem rummet, før det nåede ned til de teleskoper, som forskerne opdagede den med.
»Vi har aldrig før set et sort hul med en jet, som var så langt væk fra os. Vi var meget heldige, fordi jetten var rettet direkte mod os på Jorden. Ellers ville vi ikke have set den,« siger Giorgos Leloudas.
»Det er, ligesom hvis nogen rammer dig med en laser fra et sted meget langt borte. Du skal være ekstremt heldig, hvis laserstrålen rammer lige nøjagtig dig.«
Fænomenet kaldes ‘jetted TDE’
Han påpeger, at partiklerne i jetten er med til at gøre fænomenet endnu mere lysstærkt.
Normalt er sorte huller ellers usynlige og svære at opdage for forskerne – de er kulsorte. Men alle kendte galakser i universet formodes at kredse omkring et gigantisk sort hul i deres centrum.
Der er også et velkendt sort hul i centrum af vores galakse Mælkevejen.
Forskerne kan for eksempel få øje på et sort hul, når en uheldig stjerne engang imellem forvilder sig lidt for tæt på og bliver flået i stykker og ’ædt’ af det sorte hul.
Under måltidet bliver der udsendt lys og stråling, og dette fænomen kalder forskerne for en Tidal Disruption Event (TDE).
\ TDE
Tidal Disruption Events (TDE) er et fænomen, som opstår, når en stjerne kommer for tæt på et gigantisk sort hul (et supermassivt sort hul).
Stjernen bliver ’ædt’ af det sorte hul, og samtidig udsendes lys og stråling – det er denne udsendelse, som forskerne kalder en TDE.
Hidtil har man i alt opdaget omkring 50-80 TDE’er, alt afhængig af hvordan man tæller, og hvor sikre målingerne er.
I det nye studie har forskerne observeret en TDE, som samtidig udsender en voldsom strøm af partikler – en såkaldt relativistisk jet.
Fænomenet kaldes en ’jetted TDE’ og det er indtil videre kun opdaget i alt fire gange, inklusiv det seneste fund (se dog boksen under artiklen med endnu en kandidat).
Kilde: Giorgos Leloudas
For nyligt var danske forskere eksempelvis med til at opdage en TDE, som udmærkede sig ved, at den formentlig stammede fra et middelmådigt sort hul.
De nye studier beskriver også en TDE, men der udsendes altså samtidig også en jet – mere præcist kalder forskerne derfor fænomenet for en ’jetted Tidal Disruption Event’ eller ’jetted TDE’.
Studeret med 20 teleskoper
I det nye studie anslår forskerne, at det er omkring én procent af alle Tidal Disruption Events, som udsender en jet.
Den sjældne begivenhed blev observeret i februar 2022, men det er først nu, at opdagelsen er blevet analyseret og offentliggjort. Begivenheden har i samme ombæring fået det knap så mundrette navn ’AT2022cmc’.
Det er et internationalt hold af videnskabsmænd, som står bag opdagelsen og de to nye studier af ’AT2022cmc’.
Arbejdet er baseret på observationer og data fra omkring 20 jord- og rumbaserede teleskoper. Blandt dem er Very Large Telescope i Chile, Nordic Optical Telescope i Spanien og det berømte Hubble Space Telescope, som befinder sig i rummet.
\ Endnu et sort hul med en jet?
Hvis du har en ekstremt god hukommelse… Og hvis du synes, at du tidligere har læst om et sort hul med en jet på Videnskab.dk, har du helt ret: Vi skrev om fænomenet i 2018 i artiklen Astronomisk ædegilde: Sort hul æder stjerne gennem 10 år.
Her beskriver forskerne i deres studie, hvad de mener er en TDE med en relativistisk jet – en strøm af materiale i relativistiske hastigheder – altså hastigheder tæt på lysets hastighed.
Siden har andre forskere imidlertid bragt dette i tvivl i et andet studie, som konkluderer, at resultaterne »utvetydigt peger på dannelsen af en ikke-relativistisk udstrømning.«
Dermed er det ifølge Giorgos Leloudas debatteret blandt forskere, hvorvidt dette er en TDE med en jet eller ej. Han fastholder dermed ligesom de øvrige forfattere bag det nye studie, at det kun er fjerde gang, man har opdaget en TDE med en relativistisk jet.
»Uanset hvad, er dette objekt (jetten fra 2018, red.) meget anderledes end de øvrige fire, som alle er enige om er TDE’er med relativistiske jets. Ikke alene fordi udsendelsen af radiobølger er meget stærkere i de øvrige fire, men i de andre bølgelængder er egenskaberne også MEGET forskellige,« skriver Giorgos Leloudas i en email til Videnskab.dk.
