Kosmologi
Kvasar sort hull mørk materie

Hjemløst sort hull åpner for galakser av mørk materiale

2005-09-17
Oppdagelsen av et supermassivt sort hull uten en massiv vertsgalakse kom som en overraskelse på forskerne bak en ny stor studie av kvasarer med romteleskopet Hubble og VLT.

Dette er den første overbevisende oppdagelsen av et slikt objekt. En mulig forklaring er at det sorte hullet faktisk har en vertsgalakse, men vi ser den ikke fordi den består av mørk materie!
Kvasarer er kraftfulle kilder av stråling som heldigvis befinner seg langt unna. En kvasar er egentlig kjernen i en "aktiv galakse" som har et supermassivt sort hull. Forskergruppen gjorde en undersøkelse av 20 relativt nærliggende kvasarer. Hos 19 av dem fant de, som forventet, en vertsgalakse rundt det sorte hullet. Men når de studerte den sterke kvasaren HE0450-2958 som ligger rundt 5 milliarder lysår unna, fant de ingen spor av vertsgalaksen.

Astronomene foreslår at dette kan være resultatet av en kollisjon mellom en tilsynelatende normal spiralgalakse og et mer "eksotisk" objekt som inneholder et massivt sort hull.

Supermassive sorte hull er en masse på flere millioner ganger Solens, og befinner seg vanligvis i sentrum av de største galaksene, inkludert vår egen Melkevei. Disse sorte hullene avslører seg selv når de sluker materie som de har fanget inn med sin enorme gravitasjonskraft fra omgivelsene.
Kvasar Hubble VLT
To av kvasarene i undersøkelsen. Til venstre er den mystiske kvasaren, til høyre en kvasar med synlig vertsgalakse. (NASA/ESA, ESO, Frédéric Courbin (Ecole Polytechnique Federale de Lausanne, Switzerland) & Pierre Magain (Universite de Liege, Belgium))
De mest velfødde sorte hullene skinner som "kvasarer" (Kvasi-stellart objekt siden de opprinnelig var antatt å være spesielle stjerner).

Fordi Kvasarene typisk ligger veldig langt unna, og fordi de skinner så kraftig, er det ofte vanskelig å få øye på vertsgalaksen fordi den drukner i lyset fra den aktive kjernen. Med kreativ bruk av referansestjerner, og med det kraftige Hubble og enda kraftigere VLT, fant de en metode for å skille lyset fra kvasaren med lyset fra vertsgalaksen.

Til tross for kraftige verktøy og smarte metoder, en av kvasarene forble hjemløs. Det betyr at vertsgalaksen enten er 6 ganger mer lyssvak enn en typisk vertsgalakse, eller at den bare er rundt 300 lysår i diameter. Typisk størrelse på en slik galakse varierer fra 6000 til 50.000 lysår.

Astronomene oppdaget derimot en interessant gassky, omtrent 2500 lysår på tvers, nære kvasaren som de har kalt "Blobben". Observasjoner ved hjelp av VLT viser at gasskyen lyser opp i skinnet fra strålingen av kvasaren og ikke fra stjerner inne i skyen. Mest sannsynlig er det nettopp denne skyen som forer det sorte hullet med materiet og gjør det hele til en kvasar.

I bildet over ser vi en sterkt forvridd vertsgalakse med alle tegn på en nylig kollisjon, nær kvasaren. VLT-observasjoner viser at den deformerte galaksen produserer stjerner i høyt tempo.
Kvasar mørk materie
Her ser vi den merkelige kvasaren etter kraftig bildebehandling.
"Fraværet av en massiv vertsgalakse, kombinert med "Blobben" og den deformerte galakse, gjør at vi tror vi har avdekket en virkelig eksotisk kvasar," sier Frédéric Courbin ved Ecole Polytechnique Federale de Lausannei Sveits. "Det er liten tvil om at økningen i stjernedannelsen i nabogalaksen, og kvasaren selv ble tent av en kollisjon som må ha skjedd rundt 100 millioner år siden. Hva som skjedde med vertsgalaksen, hvis det noen gang var en, er usikkert.

Det finnes mange teorier om hva som kan ha skjedd. Ble vertsgalaksen fullstendig rivd i biter av kollisjonen? Har et sort hull spist seg gjennom galaksedisken? Dette ville kreve ganske spesielle betingelser, og kan ikke forklare deformasjonen av nabogalaksen.

En annen besnærende hypotese er at vertsgalaksen utelukkende består av mørk materie. Det kan hende dette er en fase alle massive galakser går igjennom, i det tilfellet er denne galaksen flere milliarder år for sen i forhold til de fleste andre.

heic0511: Black hole in search of a home
(ESA)