Forskare vid University of Texas San Antonio använder observationer från NASA:s Stratospheric Observatory for Infrared Astronomy, SOFIA, fann att dammet som omger aktiva, ravenous svarta hål är mycket mer kompakt än man tidigare trott.

Mest, om inte alla, stora galaxer innehåller ett supermassivt svart hål i sina centrum. Många av dessa svarta hål är relativt tysta och inaktiva, som den i mitten av vår Vintergatans galax. Dock, vissa supermassiva svarta hål förbrukar för närvarande betydande mängder material som dras in i dem, resulterar i utsläpp av enorma mängder energi. Dessa aktiva svarta hål kallas aktiva galaktiska kärnor.

Tidigare studier har antytt att alla aktiva galaktiska kärnor har väsentligen samma struktur. Modeller indikerar att aktiva galaktiska kärnor har en munkformad dammstruktur, känd som en torus, som omger det supermassiva svarta hålet. Med hjälp av instrumentet kallat Faint Object infraRed CAmera för SOFIA -teleskopet, FORCAST, laget observerade de infraröda utsläppen runt 11 supermassiva svarta hål i aktiva galaktiska kärnor belägna på avstånd på 100 miljoner ljusår och mer, och bestämde storleken, opacitet, och fördelning av damm i varje torus.

I ett papper publicerat i Månatliga meddelanden från Royal Astronomical Society , teamet rapporterar att tori är 30 procent mindre än förutspått och att den högsta infraröda emissionen är vid ännu längre infraröda våglängder än tidigare uppskattat. Implikationen är att dammet som döljer det centrala svarta hålet är mer kompakt än man tidigare trodde.

De indikerar också att aktiva galaktiska kärnor utstrålar det mesta av sin energi vid våglängder som inte kan observeras från marken eftersom energin absorberas av vattenånga i jordens atmosfär. SOFIA flyger över 99 procent av jordens vattenånga, gör det möjligt för forskargruppen att karakterisera egenskaperna hos de torusformade dammstrukturerna vid långt infraröda våglängder.

"Med SOFIA, vi kunde få de mest rumsligt detaljerade observationer som är möjliga vid dessa våglängder, tillåter oss att göra nya upptäckter om karakteriseringen av aktiva galaktiska kärnor dust tori, "sa Lindsay Fuller, doktorand vid University of Texas San Antonio och huvudförfattare till det publicerade arbetet.

Framtida observationer är nödvändiga för att avgöra om alla observerade utsläpp kommer från tori eller inte, eller om det finns någon annan komponent som ökar den totala emissionen av de aktiva galaktiska kärnorna. Enrique Lopez-Rodriguez, huvudutredare för detta projekt och universitets rymdforskningsföreningens personalvetare vid SOFIA Science Center sa, "Nästa, vårt mål kommer att vara att använda SOFIA för att observera ett större urval av aktiva galaktiska kärnor, och vid längre våglängder. Det gör att vi kan sätta tätare begränsningar på den fysiska strukturen i den dammiga miljön som omger de aktiva galaktiska kärnorna. "