Letar du efter svarta hål i out-of-the-Way galaxer

Svarta hål är konstiga djur i den kosmiska zoo. De finns i två "typer": stjärn- och super. Det är nu välkänt att de flesta galaxer har många svarta hål i stjärnmassa spridda över. De är vanligtvis skapade av döden av stjärnor i supernovaexplosioner. De finns ibland i binära system, där ett svart hål och en vit dvärg eller någon annan typ av stjärna gör en orbital dans med varandra.

De största svarta hålen, supermassiven, är undanstoppade i galaxernas hjärtan och innehåller massan av miljoner eller miljarder stjärnor. De lägger åtminstone en del av sin tid på att tugga ner material i sina närmaste grannskap. De flesta av de supermassiva svarta hål som astronomer vet om är undanstoppade i galaxer som själva är bundna i kluster. Den hittills hittills hittade massan på 21 miljarder solar och håller domstolen i kärnan i en galax i Coma Cluster. Coma är en enorm konglomeration som ligger 336 miljoner ljusår bort från

Det var inte den enda stora där ute. Astronomer hittade också ett 17-miljarder solmassasvart håravfall ner i kärnan i en galax kallad NGC 1600, som i sig själv befinner sig i ett kosmiskt bakvatten där det bara finns cirka 20 galaxer. Eftersom de flesta av de riktigt stora svarta hålen bor i "stora städer" (det vill säga i välbefolkade galaxkluster) finner detta en ut i de galaktiska pinnarna säger astronomer att något konstigt måste ha hänt för att skapa det i sin nuvarande galax.

Så, hur blir ett monster svart hål stas bort i en småstad galax kluster? En möjlig förklaring är att det slogs samman med ett annat svart hål någon gång i det avlägsna förflutet. Tidigt i universums historia, galaxinteraktioner var mycket vanligare och byggde allt större från mindre.

När två galaxer smälter samman, blandas inte bara deras stjärnor och gas och damm utan också deras centrala svart hål (om de har dem, och de flesta galaxer gör) migrerar till kärnan i den nybildade, mer massiva galax. Där kretsar de om varandra och blir det som kallas ett "binärt svart hål". Alla stjärnor eller moln med gas och damm ligger i dubbel fara från de svarta hålens gravitationella drag. Men detta material kan faktiskt stjäla fart från de svarta hålen (förutsatt att det inte faller rakt in i dem). När det händer, flyr stjärnorna och lämnar de svarta hålen med mindre fart. De börjar gå närmare varandra och så småningom smälter de samman för att skapa ett betemoth svart hål. Det fortsätter att växa genom att gabba upp gas som trattas till kärnan under kollisionen.

Så hur blev NGC 1600: s svarta hål så massivt? Den mest troliga förklaringen är att den var extremt hungrig vid en tidpunkt i sitt tidiga liv, vilket ledde till att det sugade in massor av gas och annat material.

Den enorma aptiten kan också förklara varför värdgalaxen är i ett så litet kluster, jämfört med andra supermassiva svarta hål i galaxer i hjärtan till mycket större kluster. NGC 1600 är den största, mest massiva galaxen i sin grupp. Det är också tre gånger ljusare än någon av de andra galaxerna i närheten. Den enorma skillnaden i ljusstyrka är inte något astronomer har sett i andra grupper.

De flesta av galaxens gas förbrukades för länge sedan när det svarta hålet brände som en lysande kvasar från material som strömmade in i det som värmdes till glödande plasma. I modern tid är NGC 1600: s centrala svarta hål relativt tyst. I själva verket kallade astronomer det en "sovjätt". Det förklarar varför det inte hade upptäckts i tidigare studier av galaxen. astronomer snubblat över detta massiva monster när de mätte hastigheterna hos närliggande stjärnor. Det svarta hålets intensiva gravitationsfält påverkar stjärnornas rörelser och hastigheter. När astronomer kunde mäta dessa hastigheter kunde de sedan bestämma det svarta hålets massa.

Astronomer använde specialinstrument på Gemini Observatory på Hawai'i att studera ljuset som kommer från stjärnorna nära det svarta hålet i NGC 1600. Några av dessa stjärnor cirklar runt det svarta hålet, och den rörelsen dyker upp i starlight's fingeravtryck (kallas dess spektrum). Andra stjärnor hade rörelser som tycks antyda att de en gång hade vågat sig lite för nära det svarta hålet och tvingades tyngdkraftigt bort i en mer eller mindre rak linje från galaxkärnan. Detta är vettigt sedan Hubble rymdteleskop data visade också att kärnan var mycket svag. Du kan förvänta dig att om det svarta hålet kastade stjärnor från sig själv. Det är möjligt att NGC 1600: s kärna har kastat ut tillräckligt med stjärnor för att göra 40 miljarder solar. Som säger till astronomer att det finns ett ganska kraftfullt och massivt svart hål gömt bort i hjärtat av denna galax, som ligger cirka 209 miljoner ljusår från jorden.

• Svarta hål finns i många galaxer. Kärnorna i spiraler och elliptiska material innehåller vanligtvis supermassiva svarta hål.
• Den elliptiska galaxen NGC 1600 har ett ganska massivt svart hål i sitt hjärta.
• Astronomer arbetar för att förstå varför denna galax har ett så massivt svart hål.

• “En vy av den jätte elliptiska Galaxy NGC 1600.” HubbleSite - Teleskopet - Hubble Essentials - Om Edwin Hubble, hubblesite.org/image/3723/news.
• Dunbar, Brian. "Vad är ett svart hål?" NASA, NASA, 21 maj 2015, www.nasa.gov/audience/forstudents/k-4/stories/nasa-knows/what-is-a-black-hole-k4.html.
• NASA, NASA, science.nasa.gov/astrophysics/focus-areas/black-holes.