Denna illustration jämför växande supermassiva svarta hål i två olika sorters galaxer. Ett växande supermassivt svart hål i en normal galax skulle ha en munkformad struktur av gas och damm runt den (vänster). I en sammanfogad galax, en materialkula döljer det svarta hålet (höger). Kredit:National Astronomical Observatory of Japan
Svarta hål får en dålig rap i populärkulturen för att svälja allt i sina miljöer. I verkligheten, stjärnor, gas och damm kan kretsa svarta hål under långa perioder, tills en stor störning trycker in materialet.
En sammanslagning av två galaxer är en sådan störning. När galaxerna kombineras och deras centrala svarta hål närmar sig varandra, gas och damm i närheten pressas på sina respektive svarta hål. En enorm mängd energi med hög energi frigörs när materialet spiraler snabbt mot det hungriga svarta hålet, som blir vad astronomer kallar en aktiv galaktisk kärna (AGN).
En studie med NASA:s NuSTAR -teleskop visar att i de sena stadierna av galaxfusioner, så mycket gas och damm faller mot ett svart hål att den extremt ljusa AGN är innesluten. Den kombinerade effekten av gravitationen hos de två galaxerna saktar ner rotationshastigheterna för gas och damm som annars skulle kretsa fritt. Denna energiförlust gör att materialet faller ner på det svarta hålet.
"Ju längre fram fusionen är, ju mer inklädda AGN kommer att vara, "sa Claudio Ricci, huvudförfattare till studien publicerad i Monthly Notices Royal Astronomical Society. "Galaxer som är långt i sammanslagningsprocessen är helt täckta av en kokong av gas och damm."
Ricci och kollegor observerade det genomträngande högenergiröntgenutsläppet från 52 galaxer. Ungefär hälften av dem var i de senare stadierna av sammanslagning. Eftersom NuSTAR är mycket känslig för att upptäcka röntgen med hög energi, det var avgörande för att fastställa hur mycket ljus som slipper ut gas- och dammsfären som täcker ett AGN.
Studien publicerades i Månatliga meddelanden från Royal Astronomical Society . Forskare jämförde NuSTAR-observationer av galaxerna med data från NASA:s Swift och Chandra och ESA:s XMM-Newton-observatorier, som tittar på lägre energikomponenter i röntgenspektrumet. Om röntgenstrålar med hög energi detekteras från en galax, men lågenergiröntgen är inte det, det är ett tecken på att en AGN är kraftigt skymd.
Studien hjälper till att bekräfta den mångåriga tanken att ett AGNs svarta hål äter det mesta av sitt ätande medan det är inhöljt under de sena stadierna av en sammanslagning.
"Ett supermassivt svart hål växer snabbt under dessa sammanslagningar, "Säger Ricci." Resultaten främjar vår förståelse av det mystiska ursprunget till förhållandet mellan ett svart hål och dess värdgalax. "
