En rikoscherande jet som sprängs från ett gigantiskt svart hål har fångats av NASA:s Chandra X-ray Observatory, som rapporterats i vårt senaste pressmeddelande. I denna sammansatta bild av Cygnus A, Röntgen från Chandra (röd, grön, och blå som representerar låg, medel- och högenergiröntgen) kombineras med en optisk vy från rymdteleskopet Hubble av galaxerna och stjärnorna i samma synfält. Chandras data avslöjar närvaron av kraftfulla strålar av partiklar och elektromagnetisk energi som har skjutit ut från det svarta hålet. Jetstrålen till vänster har smällt in i en vägg av het gas, rikoscherade sedan för att slå ett hål i ett moln av energiska partiklar, innan den kolliderar med en annan del av gasväggen.

En märkt version beskriver nyckelfunktionerna som beskrivs ovan. Huvudfiguren visar platsen för det supermassiva svarta hålet, jetplanen, punkten att jetstrålen till vänster rikoscherade från en vägg av intergalaktisk gas ("hotspot E"), och punkten där strålen sedan träffade den intergalaktiska gasen en andra gång ("hotspot D"). Insatsen innehåller en närbild av hotspots till vänster och hålet som stansas av den studsande jetstrålen, som omger hotspot E. Bilden i insatsen kombinerar röntgenstrålar från alla tre energiområdena för att ge störst känslighet för att visa fina strukturer som hålet.

Hålet är synligt eftersom vägen för den studsande jetstrålen mellan hotspots E och D är nästan direkt längs siktlinjen till jorden, som visas av den schematiska figuren som visar vyn av Cygnus A från ovan. En liknande studsning av jetstrålen inträffade sannolikt mellan hotspots A och B, men hålet är inte synligt eftersom banan inte är längs jordens siktlinje.

Cygnus A är en stor galax som sitter i mitten av ett kluster av galaxer cirka 760 miljoner ljusår från jorden. Ett supermassivt svart hål i mitten av Cygnus A växer snabbt när det drar material som virvlar runt det till dess gravitationsgrepp. Under denna process, en del av detta material omdirigeras bort från det svarta hålet i form av smala strålar, eller jets. Sådana jetstrålar kan avsevärt påverka hur galaxen och dess omgivningar utvecklas.

I en djup observation som varade i 23 dagar, forskare använde Chandra för att skapa en mycket detaljerad karta över både strålarna och den intergalaktiska gasen, som de använde för att spåra strålarnas väg från det svarta hålet. Strålen till vänster expanderade efter rikoschettering och skapade ett hål i det omgivande molnet av partiklar som är mellan 50, 000 och 100, 000 ljusår djupt och bara 26, 000 ljusår bred. För sammanhanget, jorden ligger omkring 26, 000 ljusår från mitten av Vintergatans galax.

Forskarna arbetar med att bestämma vilka energiformer – kinetisk energi, värme eller strålning - strålen bär. Strålens sammansättning och energislagen avgör hur strålen beter sig när den rikoschetterar, till exempel storleken på hålet det skapar. Teoretiska modeller av strålen och dess interaktioner med omgivande gas behövs för att dra slutsatser om strålens egenskaper.

Energi som produceras av jetstrålar från svarta hål kan värma intergalaktisk gas i galaxhopar och hindra den från att svalna och bilda ett stort antal stjärnor i en central galax som Cygnus A. Att studera Cygnus A kan berätta för forskare mer om hur jetstrålar från svarta hål interagerar med sin omgivning.

Dessa resultat presenterades vid det 233:e mötet av American Astronomical Society-mötet i Seattle, WA, i en studie ledd av Amalya Johnson vid Columbia University i New York. NASA:s Marshall Space Flight Center i Huntsville, Alabama, hanterar Chandra-programmet för NASA:s Science Mission Directorate i Washington. Smithsonian Astrophysical Observatory i Cambridge, Massachusetts, kontrollerar Chandras vetenskap och flygverksamhet.