Forskare vid University of California, Santa Cruz (UCSC), tro moln av damm, snarare än dubbla svarta hål, kan förklara de egenskaper som finns i aktiva galaktiska kärnor (AGN). Teamet publicerar sina resultat idag (14 juni) i en tidning i Månatliga meddelanden från Royal Astronomical Society .

Många stora galaxer har en AGN, en liten ljus central region som drivs av materia som spiralerar in i ett supermassivt svart hål. När dessa svarta hål kraftigt sväljer materia, de är omgivna av heta, snabbt rörlig gas känd som "bredlinjeområdet" (så kallat eftersom spektrallinjerna från denna region breddas av gasens snabba rörelse).

Utsläppen från denna gas är en av de bästa källorna till information om massan av det centrala svarta hålet och hur det växer. Naturen hos denna gas är dock dåligt förstådd; i synnerhet är det mindre utsläpp än förväntat från gas som rör sig vid vissa hastigheter. Nedbrytningen av enkla modeller har fått vissa astrofysiker att tro att många AGN:er kanske inte har ett utan två svarta hål i sig.

Den nya analysen leds av Martin Gaskell, en forskarassistent i astronomi och astrofysik vid UCSC. Istället för att åberopa två svarta hål, det förklarar mycket av den uppenbara komplexiteten och variationen i utsläppen från bredlinjeområdet som resultatet av små dammmoln som delvis kan skymma de innersta delarna av AGN.

Gaskell kommenterar:"Vi har visat att många mystiska egenskaper hos aktiva galaktiska kärnor kan förklaras av dessa små dammiga moln som orsakar förändringar i vad vi ser."

Medförfattare Peter Harrington, en UCSC doktorand som började arbeta med projektet som en grundutbildning, förklarade att gas som spiralerar mot en galaxs centrala svarta hål bildar en platt "ackretionsskiva", " och den överhettade gasen i ackretionsskivan avger intensiv värmestrålning. En del av det ljuset "upparbetas" (absorberas och återutsänds) av väte och andra gaser som virvlar ovanför ackretionsskivan i det breda området. Ovanför och bortom detta är ett område av damm.

"När dammet väl passerar en viss tröskel utsätts det för den starka strålningen från ansamlingsskivan, " sa Harrington. Författarna tror att denna strålning är så intensiv att den blåser bort dammet från skivan, vilket resulterar i ett klumpigt utflöde av dammmoln som börjar vid den yttre kanten av bredlinjeområdet.

Effekten av dammmolnen på ljuset som sänds ut är att ljuset som kommer bakom dem ser svagare och rödare ut, precis som jordens atmosfär får solen att se svagare och rödare ut vid solnedgången. Gaskell och Harrington utvecklade en datorkod för att modellera effekterna av dessa dammmoln på observationer av den breda linjen.

De två forskarna visar också att genom att inkludera dammmoln i sin modell, det kan replikera många särdrag av emission från den breda linjen som länge har förbryllat astrofysiker. Istället för att gasen förändras, asymmetrisk fördelning som är svår att förklara, gasen är helt enkelt i uniform, symmetrisk, turbulent skiva runt det svarta hålet. De uppenbara asymmetrierna och förändringarna beror på att dammmoln passerar framför bredlinjen och får områdena bakom dem att se svagare och rödare ut.

"Vi tror att det är en mycket mer naturlig förklaring av asymmetrierna och förändringarna än andra mer exotiska teorier, som binära svarta hål, som har åberopats för att förklara dem, " Sa Gaskell. "Vår förklaring låter oss behålla enkelheten hos den vanliga AGN-modellen av materia som spiralerar på ett enda svart hål."