När svarta hål tystnar
Föreställ dig att du har ett supermassivt svart hål i centrum av en galax, som glatt skjuter ut enorma strålar av partiklar i nästan ljusets hastighet. Dessa strålar skapar massiva radiolobes som kan sträcka sig över miljontals ljusår. Ganska coolt, eller hur?
Föreställ dig nu att det svarta hålet bara... stannar av. Strålarna upphör. Vad händer sedan?
Forskare har studerat dessa ”resterande radiogalaxer” ett tag, men en ny studie avslöjade nyligen något som tog alla på sängen: dessa avtonande kosmiska strukturer försvinner mycket snabbare än vi förväntat oss.
Överraskningen i datan
Ett team från University of Cape Town och Inter-University Institute for Data Intensive Astronomy studerade ett område på himlen som kallas XMM-LSS-fältet. De letade efter radiogalaxer som slutat producera strålar – i huvudsak ”efterglöd”-fasen efter att ett supermassivt svart hål tystnat.
Det de fann var fascinerande. Av 14 kandidater de undersökte visade sig 12 vara äkta resterande radiogalaxer. Nyckeln? De kombinerade observationer från flera radioteleskop som täckte ett enormt frekvensomfång – från 144 MHz upp till 1,5 GHz. Detta gav dem en detaljerad bild av hur radiosignalerna förändrades över olika våglängder, vilket är avgörande för att skilja resterande galaxer från fortfarande aktiva sådana.
Det som verkligen fick mig exalterad var följande: många av dessa rester verkar vara mycket unga. Deras ålder varierade från cirka 8 till 42 miljoner år, med ett medianvärde på omkring 12 miljoner år. Det kan låta gammalt (och det är det!), men jämfört med tidigare studier av resterande radiogalaxer är dessa i praktiken bebisar.
Varför spelar detta roll?
Okej, här blir det intressant. Om resterande radiogalaxer tonar bort snabbare än vi trodde, betyder det att det sannolikt finns mycket fler av dem därute som vi helt missat. De har tonat bort under vår detektionsgräns innan vi ens fått chansen att upptäcka dem.
Tänk dig att du försöker räkna eldflugor på en äng, men de blinkar inte bara – de försvinner helt bara några minuter efter att de tänds. Du skulle nog underskatta hur många eldflugor det faktiskt finns, eller hur?
Samma sak kan hända med dessa kosmiska strukturer.
Det finns också en annan vändning: avståndet spelar roll. Forskarna fann att mer avlägsna galaxer (högre rödförskjutning, i astronomiterminologi) verkar tona bort ännu snabbare. Detta beror på att partiklarna som skjuter genom rymden interagerar mer intensivt med den kosmiska bakgrundsstrålningen – den kvarvarande strålningen från Big Bang. Avlägsna rester har alltså en extra anledning att försvinna snabbt.
Vad detta berättar om svarta hål
Här är den stora bilden. Dessa döende radiogalaxer hjälper oss att förstå supermassiva svarta håls arbetscykel – i huvudsak hur länge de aktivt producerar strålar jämfört med hur länge de är tysta.
Vissa av resterna i denna studie hade nyligen stängt av sina strålar, medan andra hade varit tysta mycket längre. Denna spridning visar att svart håls aktivitet inte är en enkel på/av-knapp med förutsägbar timing. Den är rörigare och mer varierad än så.
Och ärligt talat? Jag tycker att det är lugnande. Universum följer inte alltid snygga, förutsägbara mönster, och det är det som gör studiet av det så oändligt fascinerande.
Framåt
Square Kilometre Array – en ny generation radioteleskop som för närvarande byggs – kommer att vara en spelväxlare för denna typ av forskning. När den är igång