Judy Schmidt, en bildbehandlingsexpert och medborgarforskare, bearbetade den här bilden av IC5063 – en Seyfert-galax med en aktiv galaktisk kärna – från Barths Prop15444 och upptäckte vad som såg ut som mörka skuggor eller kottar som pekade inåt mot galaxens mitt. Kredit:NASA/ESA/A. Barth/J. Schmidt
Utlöst av en bild som laddats upp på Twitter, ny forskning indikerar att ljuset som produceras av svarta håls ansamling kan vara tillräckligt starkt för att reflekteras av damm, lyser upp värdgalaxen, och skapa ljusa och mörka strålar som liknar effekten av crepuskulära strålar på jorden. Forskningen är publicerad i The Astrophysical Journal Letters.
När ett supermassivt svart hål samlas, eller "flöden, "om saken kring det, den resulterande frigöringen av energi avger ett intensivt ljus. Tills nu, forskare trodde att detta ljus bara lyser upp de delar av en galax som faller inom smala joniseringskoner. Men fotografiska bevis på IC 5063 – en radioljud Seyfert-galax med en aktiv galaktisk kärna (AGN) – indikerar att ljuset, eller strålar – som forskare liknar vid de crepuskulära strålarna som kastas av moln som skymmer solen nära solnedgången – kan vara tillräckligt ljusa för att reflekteras av närliggande damm, lyser upp större delen av galaxen, orsakar skuggor från ringen med svarta hål, eller mörka strålar, mellan.
"Vi tror att vi har hittat bevis på att det troligen finns damm över hela galaxen som sprider ljus från det ackreterande svarta hålet i galaxens aktiva kärna, och att ljuset kan lysa upp nästan hela galaxen, sa Peter Maksym, en astronom vid Centrum för Astrofysik | Harvard &Smithsonian och huvudförfattare på studien. "Vi vet att den här galaxen nyligen hade en sammanslagning med en annan galax och som kan sparka upp damm överallt. Det är också möjligt att svarta håls jetstrålar sparkar upp damm från nära kärnan."
Den här Hubble Space Telescope-bilden av hjärtat av den närliggande aktiva galaxen IC 5063 avslöjar en blandning av ljusa strålar och mörka skuggor som kommer från den flammande kärnan, hem för ett supermassivt svart hål. Kredit:NASA, ESA, STScI och W.P. Maksym (CfA)
Med hjälp av bilder från rymdteleskopet Hubble, teamet fokuserade på IC 5063 och dess torus – en osynlig ring av cool, dammig gas som omger det svarta hålet – som kan vara källan till ljuset och dess strålar.
"Upptäckten visar att torus, eller ring, kan vara väldigt tunt – ljus verkar komma ut nästan överallt. Om torusen är tillräckligt stor blir den instabil, gravitationen och rotationen som håller ihop den pekar i en riktning nära det svarta hålet och i en annan riktning när influenser från galaxen börjar bli viktiga. Det här ser ut som en varp eller en böj, " sa Maksym. "Det är möjligt att vridningen skapar tillräckligt stora luckor för att en del av ljuset ska skina igenom, och när torusen roterar, ljusstrålar kunde svepa igenom galaxen som en fyr strålar genom dimma. Vetenskapligt, det visar oss något som är svårt, och vanligtvis omöjligt, att se direkt. Detta kan få konsekvenser för alla som försöker förstå beteendet hos supermassiva svarta hål och deras miljöer."
Till skillnad från de flesta vetenskapliga undersökningar, teamet som observerar IC 5063:s konstiga strålar samlade på ett märkligt sätt:via crowdsourcing på sociala medier. I december 2019, rymdbildbehandlingsexperten och medborgarforskaren Judy Schmidt lade märke till konstiga kottar när han bearbetade en bild av IC 5063, undrade först om de var verkliga, och om de var det, om de var skuggor i galaxstorlek, stjärnströmmar, eller något annat.
Den här illustrationen skildrar en möjlig förklaring till de mystiska ljusa strålarna och mörka skuggorna som observerats från det blixtrande ljusa mitten av den närliggande aktiva galaxen IC 5063. Kredit:NASA, ESA, och Z. Levy (STScI)
"Jag märkte de mörka strålarna nästan omedelbart efter att jag hade öppnat filen i Photoshop och började arbeta med att förbättra dem för att se till att det jag trodde jag såg fanns där. Jag kunde inte se dem i arkivets miniatyrbilder eller förhandsvisningen av den utsträckta bild i FITS Liberator, sa Schmidt, och tillade att när hon först såg vad som verkade vara skuggor, hon trodde, "Det är väl inte möjligt?" I hennes tidigaste tweets om fenomenet, Schmidt frågade sina följare, "Är de här kottarna jag anstränger mig för att se verkliga?" och "Vad är de? Det här är en aktiv galax med ett supermassivt svart hål i mitten. Kastar det skuggor i galaxstorlek? Eller är det bara stjärnströmmar?"
Det tog inte lång tid för Maksym och andra forskare att lägga märke till tweeten och börja göra gissningar, vilket så småningom ledde till bildandet av forskargruppen och upptäckten.
"Judy har ett skarpt öga för det som ser konstigt ut, som, som i detta fall, kan ha viktiga vetenskapliga implikationer. I december, hon lade märke till några "mörka strålar" som sträckte sig från kärnan i galaxen IC 5063 och twittrade till sina följare och frågade om de kunde vara något intressant, sa Maksym, vars intresse omedelbart väcktes eftersom han redan arbetade på samma galax från en annan vetenskaplig vinkel. "Flera av oss ringde in och började spekulera vad som kunde orsaka strålarna, och vi hade verkligen ingen aning först. När du läser Twitter-tråden, du kan se hur idéerna utvecklades i realtid, och förvandlats till denna riktigt ovanliga forskning."
Upptäckten är fortfarande ny, och forskare har inte alla svar om dammet och dess existens, eller vad som verkligen orsakar de mörka strålarna; det har istället, öppnade en helt ny studielinje och frågor för forskare att fundera över. "Vi vet inte till 100 procent vad som händer; hela denna upptäckt var oväntad, " sade Maksym. "Nästa, andra forskare kommer att testa våra slutsatser med nya observationer och modellering, och vi kommer att börja utforska andra sätt att se på IC 5063, i andra vågband, och med andra instrument. Det här är ett projekt som bara tigger om ny data eftersom det väcker fler frågor än det besvarar."
