Konstnärens illustration av strukturerna som syns i observationerna. Kredit:NAOJ
Radioastronomer har upptäckt strålar av het gas som sprängts ut av ett svart hål i galaxen i hjärtat av Phoenix Galaxy Cluster, ligger 5,9 miljarder ljusår bort i stjärnbilden Phoenix. Detta är ett viktigt resultat för att förstå galaxernas samevolution, gas, och svarta hål i galaxhopar.
Galaxer är inte slumpmässigt fördelade i rymden. Genom ömsesidig gravitationsattraktion, galaxer samlas för att bilda samlingar som kallas kluster. Utrymmet mellan galaxerna är inte helt tomt. Det finns mycket utspädd gas i ett kluster som kan detekteras genom röntgenobservationer.
Om denna intra-klustergas kyldes, den skulle kondensera under sin egen gravitation för att bilda stjärnor i mitten av klustret. Dock, kyld gas och stjärnor observeras vanligtvis inte i hjärtat av närliggande kluster, vilket indikerar att någon mekanism måste värma gasen inom kluster och förhindra stjärnbildning. En potentiell kandidat för värmekällan är strålar av höghastighetsgas som accelereras av ett supermassivt svart hål i den centrala galaxen.
Phoenix-klustret är ovanligt eftersom det visar tecken på tät kyld gas och massiv stjärnbildning runt den centrala galaxen. Detta väcker frågan:Har den centrala galaxen svarta hålsstrålar också?
Ett team ledd av Takaya Akahori vid National Astronomical Observatory of Japan använde Australia Telescope Compact Array (ATCA) för att söka efter svarta håls jetstrålar i Phoenix Galaxy Cluster med den högsta upplösningen hittills. De upptäckte matchande strukturer som sträckte sig ut från motsatta sidor av den centrala galaxen. Jämförelse med observationer av regionen tagna från Chandra X-ray Observatory arkivdata visar att strukturerna som detekteras av ATCA motsvarar håligheter med mindre tät gas, vilket indikerar att de är ett par bipolära jetstrålar som sänds ut av ett svart hål i galaxen. Därför, teamet upptäckte det första exemplet, där gaskylning inom kluster och svarta håls jetstrålar samexisterar, i det avlägsna universum.
Radioobservationer av mitten av Phoenix Galaxy Cluster som visar jetstrukturer som sträcker sig ut från den centrala galaxen. Kredit:Akahori et al
Ytterligare detaljer om galaxen och strålarna kan belysas genom observationer med högre upplösning med nästa generations observationsanläggningar, som Square Kilometer Array som planeras att påbörja observationer i slutet av 2020-talet.
Dessa resultat visades som T. Akahori et al. "Upptäckt av radiostrålar i Phoenix galaxklustercentrum" i augusti 2020-numret av Publikationer från Astronomical Society of Japan.
