Akademiker från University of Cape Town (UCT) ingår i en forskargrupp ledd av University of Oxfords institution för fysik som har observerat ett svart hål som skjuter ut material nära ljusets hastighet ut till några av de största vinkelavstånden (separationer) ) någonsin sett. Dessa observationer har möjliggjort en djupare förståelse av hur svarta hål matas in i deras miljö.

Forskargruppen fokuserar på att studera transienta astrofysiska system - saker som förändrar ljusstyrkan på korta tidsskalor. Systemet som studeras i det här fallet innehåller ett dynamiskt bekräftat svart hål i vår galax och en annan stjärna (inte alltför olik vår sol) som kretsar kring varandra.

Svarta hålet, på grund av dess starka gravitationskraft, syfoner material från dess följeslagare och samlar upp (ackumulerar) det. "Det viktigaste för detta arbete är det faktum att materialet inte försvinner in i det svarta hålet. Utflöden skickas bort från det svarta hålet med extrema hastigheter - nästan ljusets hastighet - och kan observeras med radioteleskop, sa Joe Bright, en DPhil-student vid Oxford Universitys institution för fysik.

Gruppen i Oxford, tillsammans med internationella samarbetspartners, ledde en omfattande observationskampanj om just detta system, känd som MAXI J1820+070 efter att den gick i utbrott sommaren 2018.

"Detta i sig var anmärkningsvärt eftersom denna typ av transienta astrofysiska system för det mesta samlar en mycket liten mängd material och därför inte kan ses; de går dock ibland i utbrott och först då kan de observeras, " sa Bright.

"Vår kampanj inkluderade teleskop i Storbritannien, Amerika och det nyligen operativa MeerKAT-teleskopet i Sydafrika. Med dessa anläggningar kunde vi spåra sambandet mellan tillväxt och utflöden. Mer spännande kunde vi observera systemet som lanserade utkast av material, och att spåra dessa utstötningar över ett brett spektrum av separationer från det svarta hålet."

Gruppen spårade kontinuerligt dessa utstötningar framgångsrikt till extrema avstånd från det svarta hålet med en rad radioteleskop, och den slutliga vinkelseparationen är bland de största sett från sådana system. Utstötningarna rör sig så snabbt att de verkar röra sig snabbare än ljusets hastighet, men det är de inte. Detta är ett fenomen som kallas skenbar superluminal rörelse.

Medledare för projektet och författare på tidningen publicerad i Natur astronomi , Rob Fender (Oxford, och gästande SKA-professor vid UCT:s institution för astronomi), sa, "Vi har studerat den här typen av jetplan i över 20 år och aldrig har vi spårat dem så vackert över ett så stort avstånd. Att se dem så tidigt i driften av en ny anläggning som MeerKAT är fantastiskt, och - som ofta är fallet - lär oss att inte med säkerhet förutsäga vad vi kommer att se i framtiden."

Professor Patrick Woudt, chef för institutionen för astronomi vid UCT och medledare för ThunderKAT-projektet om MeerKAT, sa, "Dessa observationer visar den otroliga kraften hos MeerKAT-radioteleskoparrayen i Sydafrika. En viktig aspekt av denna forskning är att effektivt hantera det enorma dataflödet från MeerKAT (och i framtiden Square Kilometer Array) så att våra elever kan analysera resultaten snabbt.

"Detta är särskilt viktigt inom tidsdomänastronomi där ljusstyrkan hos ett objekt på himlen kan ändras mycket snabbt och observationskampanjer anpassas dynamiskt för att täcka dessa sällsynta händelser. IDIAs molnbaserade forskningsinfrastruktur har spelat en viktig roll i det snabba analys av MeerKAT-data i detta avseende."