• Home
  • Kemi
  • Astronomien
  • Energi
  • Naturen
  • Biologi
  • Fysik
  • Elektronik
  • Astronomer har ett nytt sätt att mäta massan av supermassiva svarta hål

    Kredit:CC0 Public Domain

    Även de mest supermassiva av de supermassiva svarta hålen är inte särskilt stora, vilket gör det extremt svårt att mäta deras storlekar. Dock, astronomer har nyligen utvecklat en ny teknik som kan uppskatta massan av ett svart hål baserat på rörelsen av het gas runt dem – även när själva det svarta hålet är mindre än en enda pixel.

    Supermassiva svarta hål är omgivna av massor av överhettad plasma. Den där plasman virvlar runt det bakre hålet, bildar en torus och en ansamlingsskiva som kontinuerligt matar in material i det svarta hålet. På grund av den extrema gravitationen, den gasen rör sig otroligt snabbt och lyser häftigt. Det är ljuset som vi identifierar som en kvasar, som kan ses från hela universum.

    Även om kvasarerna är relativt lätta att upptäcka, det är mycket mer utmanande att kvantifiera egenskaperna hos det centrala svarta hålet. Nu Felix Bosco, i nära samarbete med Jörg-Uwe Pott, båda från Max Planck Institute for Astronomy (MPIA) i Heidelberg, och tidigare MPIA-forskare Jonathan Stern (nu Tel Aviv University, Israel) och Joseph Hennawi (nu UC Santa Barbara; U.S.A. och Leiden University, Nederländerna), har för första gången lyckats demonstrera möjligheten att direkt bestämma massan av en kvasar med hjälp av en teknik som kallas spektroastrometri.

    Spektroastrometri bygger på att observera området runt det svarta hålet. När gasen virvlar runt den, en del av det kommer att röra sig i vår riktning och en del om det kommer att röra sig bort. Den del av gasen som rör sig mot oss kommer att blåskiftas, och den del som flyttas bort kommer att skifta mer rött. Även om det centrala svarta hålet och accretionskivan är för små för att lösas, tekniken kan fortfarande tillämpas på regioner längre bort, och genom modellering kan forskarna uppskatta en massa.

    "Genom att separera spektral och rumslig information i det insamlade ljuset, såväl som genom att statistiskt modellera de uppmätta data, vi kan härleda avstånd på mycket mindre än en bildpixel från mitten av ackretionsskivan, " förklarade Bosco.

    Teamet har framgångsrikt tillämpat denna teknik på J2123-0050, en kvasar som var aktiv när universum bara var 2,9 miljarder år gammalt. De fann att det centrala svarta hålet vägde 1,8 miljarder solmassor. Att ta denna teknik till nästa nivå och rikta in sig på de tidigaste kvasarerna, dock, kommer att kräva några nya teleskop.

    Joe Hennawi tillägger, "Med den avsevärt ökade känsligheten hos James Webb Space Telescope (JWST) och Extremely Large Telescope (ELT, med en primär spegeldiameter på 39 meter) som för närvarande är under uppbyggnad, vi kommer snart att kunna bestämma kvasarmassor vid de högsta rödförskjutningarna." Jörg-Uwe Pott, som också leder Heidelberg-bidragen till ELT:s första nära-infraröda kamera, MICADO, lägger till, "Förstudien som nu publicerats hjälper oss att definiera och förbereda våra planerade ELT-forskningsprogram."


    © Vetenskap https://sv.scienceaq.com