Når svarte hull blir stille

Tenk deg at du har et supermassivt svart hull i sentrum av en galakse, som lykkelig skyter ut enorme stråler av partikler med nesten lysets hastighet. Disse strålene skaper store radioutsende lober som kan strekke seg over millioner av lysår. Pretty cool, ikke sant?

Nå tenk deg at dette svarte hullet bare... stopper. Strålene kutter ut. Hva skjer deretter?

Forskere har studert disse «relikvie-radiogalaksene» en stund, men en ny studie avslørte nylig noe som tok alle på senga: disse visnende kosmiske strukturene forsvinner mye raskere enn vi forventet.

Overraskelsen i dataene

Et team fra University of Cape Town og Inter-University Institute for Data Intensive Astronomy studerte et himmelområde kalt XMM-LSS-feltet. De jaktet på radiogalakser som hadde sluttet å produsere stråler – i hovedsak «etterglød»-fasen etter at et supermassivt svart hull blir stille.

Det de fant, var fascinerende. Av 14 kandidater de undersøkte, viste 12 seg å være ekte relikvie-radiogalakser. Nøkkelen? De kombinerte observasjoner fra flere radioteleskoper som dekket et enormt frekvensområde – fra 144 MHz helt opp til 1,5 GHz. Dette ga dem et detaljert bilde av hvordan radiosignalene endret seg på ulike bølgelengder, noe som er avgjørende for å skille relikviegalakser fra fortsatt aktive galakser.

Det som virkelig gjorde meg spent, var dette: mange av disse relikviene ser ut til å være veldig unge. Alderen deres varierte fra omtrent 8 til 42 millioner år, med et median på rundt 12 millioner år. Det kan høres gammelt ut (og det er det!), men sammenlignet med tidligere studier av relikvie-radiogalakser, er disse praktisk talt babyer.

Hvorfor betyr dette noe?

Ok, her blir det interessant. Hvis relikvie-radiogalakser visner raskere enn vi trodde, betyr det sannsynligvis at det finnes mye flere av dem der ute som vi helt har gått glipp av. De har visnet under vår deteksjonsterskel før vi i det hele tatt fikk sjansen til å oppdage dem.

Tenk på det som å prøve å telle ildfly i en eng, men de blinker ikke bare – de forsvinner helt bare noen minutter etter at de lyser opp. Du ville sannsynligvis undervurdere hvor mange ildfly det faktisk finnes, ikke sant?

Det samme kan skje med disse kosmiske strukturene.

Det er også en annen vri: avstand betyr noe. Forskerne fant at mer fjerne galakser (høyere rødforskyvning, i astronomisk jargong) ser ut til å visne enda raskere. Dette er fordi partiklene som skyter gjennom rommet interagerer mer intenst med den kosmiske mikrobølgebakgrunnen – den gjenværende strålingen fra Big Bang. Så fjerne relikvier har en ekstra grunn til å forsvinne raskt.

Hva dette forteller oss om svarte hull

Her er den store helheten. Disse døende radiogalaksene hjelper oss å forstå arbeidssyklusen til supermassive svarte hull – i hovedsak hvor lenge de aktivt produserer stråler sammenlignet med hvor lenge de er stille.

Noen av relikviene i denne studien hadde bare nylig stengt av strålene, mens andre hadde vært stille i mye lengre tid. Denne spredningen forteller oss at svart hull-aktivitet ikke er en enkel av/på-bryter med forutsigbar timing. Den er mer rotete og variert enn som så.

Og ærlig talt? Jeg finner det beroligende. Universet følger ikke alltid ryddige, forutsigbare mønstre, og det er det som gjør studien av det så uendelig fascinerende.

Fremover

Square Kilometre Array – en ny generasjon radioteleskoper som bygges for tiden – vil bli en game-changer for denne typen forskning. Når den er online, vil den være følsom nok til