Centaurus A is een actief gigantisch elliptisch sterrenstelsel op een afstand van 12 miljoen lichtjaar. In de kern is een zwart gat met een massa van 55 miljoen zonnen. Deze afbeelding toont het melkwegstelsel op radiogolflengten en onthult enorme lobben plasma die ver buiten het zichtbare melkwegstelsel reiken en slechts een kleine plek in het midden van het beeld innemen. De punten op de achtergrond zijn geen sterren, maar radiosterrenstelsels zoals Centaurus A, op veel grotere afstanden. Krediet: Ben McKinley, ICRAR/Curtin en Conor Matherne, Louisiana State University
Astronomen hebben het meest uitgebreide beeld gemaakt van radio-emissies van de dichtstbijzijnde actieve voedingsmassa zwart gat te gronden.
Deze emissie wordt veroorzaakt door een centraal zwart gat in het Centaurus A-stelsel, op ongeveer 12 miljoen lichtjaar afstand.
Wanneer een zwart gat zich voedt met vallend gas, stoot het materiaal uit met bijna de lichtsnelheid, waardoor “radiobellen” gedurende honderden miljoenen jaren groeien.
Gezien vanaf de aarde strekt de uitbarsting van Centaurus A zich nu uit over acht graden aan de hemel – de lengte van 16 volle manen naast elkaar.
Genomen met de Murchison Widefield Array (MWA)-telescoop in de outback van West-Australië.
Centaurus A is een actief gigantisch elliptisch sterrenstelsel op een afstand van 12 miljoen lichtjaar. In de kern is een zwart gat met een massa van 55 miljoen zonnen. Deze samengestelde afbeelding toont de melkweg en de omringende intergalactische ruimte op verschillende golflengten. Radioplasma wordt in blauw weergegeven en lijkt in wisselwerking te staan met de hete röntgengassen (oranje) en koude neutrale waterstof (paars). Wolken van Halpha (rood) verschijnen ook boven het belangrijkste optische deel van de melkweg dat tussen de twee helderste radiopunten ligt. De “achtergrond” verschijnt in optische golflengten en toont sterren in ons Melkwegstelsel die al op de voorgrond staan. Credit: Connor Matherne, Louisiana State University (Optical/Halva), Kraft et al. (röntgenfoto), Struve et al. (Hoi), Ben McKinley, ICRAR/Kurten. (radio)
Het onderzoek is op 22 december 2021 gepubliceerd in het tijdschrift Natuurlijke astronomie.
Hoofdauteur Dr. Benjamin McKinley, van de Curtin University Node, International Center for Radio Astronomy Research (ICRAR), zei hij dat de afbeelding verrassende nieuwe details onthult over de radio-emissie van de melkweg.
“Deze radiogolven komen van materie die wordt geabsorbeerd in het superzware zwarte gat in het centrum van de melkweg,” zei hij.
“Het vormt een schijf rond het zwarte gat, en wanneer materie zich in de buurt van het zwarte gat scheidt, vormen zich krachtige jets aan weerszijden van de schijf, die het grootste deel van het materiaal terug de ruimte in werpen, op afstanden van misschien meer dan een miljoen lichtjaar.
“Eerdere radiowaarnemingen waren niet in staat om de extreme helderheid van de jets aan te kunnen en details van het grotere gebied rond de melkweg waren vervormd, maar ons nieuwe beeld overwint deze beperkingen.”
Video die het radioactieve sterrenstelsel Centaurus A toont, dat het dichtstbijzijnde zwarte gat herbergt dat de aarde actief voedt. De video toont de schijnbare grootte van het sterrenstelsel bij licht, röntgenstraling en submillimetergolflengten van de aarde in vergelijking met de maan. Vervolgens wordt uitgezoomd om de enorme omvang van omringende bellen te laten zien die worden waargenomen op radiogolflengten. Astronomen hebben het meest uitgebreide beeld gemaakt van radio-emissies van het dichtstbijzijnde superzware zwarte gat dat de aarde voedt.
Centaurus A is het dichtstbijzijnde radiostelsel van ons sterrenstelsel Melkweg.
“We kunnen vooral veel leren van Centaurus A, juist omdat het zo dichtbij is en we het zo gedetailleerd kunnen zien”, zei Dr. McKinley.
“Niet alleen op radiogolflengten, maar ook op alle andere golflengten van licht.
“In dit onderzoek konden we radiowaarnemingen combineren met optische en röntgengegevens, om ons te helpen de fysica van deze superzware zwarte gaten beter te begrijpen.”
Tegel 107, of ‘buiten’ zoals het bekend staat, is een van de 256 tegels van MWA, op 1,5 kilometer van de kern van de telescoop. Verlichting tegels en oude landschap is de maan. Krediet: Pete Wheeler, ICRAR
Astrofysicus Dr. Massimo Gaspari, van het Italiaanse Nationale Instituut voor Astrofysica, zei dat de studie een nieuwe theorie ondersteunt die bekend staat als “chaotische koude accretie” (CCA), die op verschillende gebieden is ontstaan.
“In dit model condenseren koude gaswolken in de galactische halo en vallen ze over de centrale regio’s, waardoor het superzware zwarte gat wordt gevoed”, zei hij.
“Als gevolg van deze regen interageert het zwarte gat krachtig door energie terug vrij te geven via radiostralen die de verbazingwekkende lobben opblazen die we in het MWA-beeld zien”, concludeerde Dr.
Dr. McKinley zei dat de melkweg helderder lijkt te zijn in het centrum, waar het actiever is en er veel energie is.
“Dan zal het zwakker zijn als je weggaat, omdat de energie verloren is en de zaken zijn geregeld”, zei hij.
“Maar er zijn interessante kenmerken waarbij geladen deeltjes versnellen en interageren met sterke magnetische velden.”
MWA-directeur professor Stephen Tingay zei dat het onderzoek mogelijk was dankzij het extreem brede gezichtsveld van de telescoop, de uitstekende locatie van de stille radio en de uitstekende gevoeligheid.
“MWA is een voorloper van de Square Kilometre Array (SKA) – een wereldwijd initiatief om ’s werelds grootste radiotelescopen te bouwen in West-Australië en Zuid-Afrika”, zei hij.
“Het brede gezichtsveld en als gevolg daarvan de enorme hoeveelheid gegevens die we kunnen verzamelen, betekent dat het detectiepotentieel van elke MWA-waarneming zeer hoog is. Dit is een geweldige stap naar een grotere SKA.”
Referentie: “Multiscale feedback en feed in de dichtstbijzijnde radio Galaxy Centaurus A” door B. McKinley, S.J. Tingay, M. Gaspari, R.P. Kraft, C. Matherne, A.R. Offringa, M. McDonald, MS Calzadilla, S. Veilleux, SS Shabala , SDJ Gwyn, J. Bland-Hawthorn, D. Crnojević, BM Gaensler en M. Johnston-Hollitt, 22 december 2021, hier beschikbaar. natuurlijke astronomie.
DOI: 10.1038 / s41550-021-01553-3
De Murchison Widefield Array is een MWA die wordt beheerd en geëxploiteerd door Curtin University namens een internationaal consortium, gevestigd in het Murchison Radio Astronomy Observatory in West-Australië. Het observatorium wordt beheerd door CSIRO, het nationale wetenschappelijke agentschap van Australië, en werd opgericht met de steun van de Australische en West-Australische regeringen. We erkennen dat de Wajarri Yamatji de traditionele eigenaren zijn van het observatorium.
Het Pawsey Supercomputing Research Center in Perth – een nationaal gefinancierde Tier 1-supercomputingfaciliteit – hielp bij het opslaan en verwerken van de MWA-notities die in dit onderzoek werden gebruikt.
