(Chibueze, Sakemi, Ohmura et al.; Takumi Ohmura, Mami Machida, Hirotaka Nakayama, 4D2U Project, NAOJ) I en galaksehob kaldet Abell 3376, omkring 600 millioner lysår fra Jorden, har en galakse en aktiv supermassiv sort hul , og sluger stof i en rasende hastighed - en proces, der sprænger kraftige plasmastråler hundredtusindvis, nogle gange endda millioner, af lysår ud i det intergalaktiske rum.
Astronomer har nu fundet ud af, at disse stråler i en vis afstand fra det sorte hul bliver bøjet i en ret vinkel af kraftige intergalaktiske magnetfelter.
Den galakse hedder MRC 0600-399, og dens jetfly var allerede kendt for deres bizarre, bøjede form.
Men denne nye forskning understøtter ideen om, at dette er resultatet af komplekse magnetiske felter genereret af interaktioner mellem galakser i hoben og det intergalaktiske medium.
Intracluster-magnetiske felter kan afsløre meget om galaksehobe, såsom hvordan de vokser, og den indvirkning, de har på selve hobene. Imidlertid er disse magnetiske felter svære at observere direkte.
Denne nye opdagelse foreslår en måde, vi nu kan studere dem på.
Når noget interagerer med et magnetfelt, er det muligt at skelne detaljer – og, som det viser sig, kan sorte hul-stråler afgrænse magnetiske felter smukt.
Sorte huls jetfly er fascinerende strukturer. Intet, som vi i øjeblikket kan opdage, kan undslippe et sort hul, når det først har passeret den kritiske nærhedstærskel, men ikke alt materialet i tilvækstskiven, der hvirvler af materiale ind i et aktivt sort hul, ender uundgåeligt ud over begivenhedshorisonten.
En lille brøkdel af det bliver på en eller anden måde ledet fra det indre område af tilvækstskiven til polerne, hvor det sprænges ud i rummet i form af stråler af ioniseret plasma med hastigheder, der er en betydelig procentdel af lysets hastighed.
Astronomer mener, at det sorte huls magnetfelt spiller en rolle i denne proces. De magnetiske feltlinjer fungerer ifølge denne model som en synkrotron, der accelererer materiale, før det affyres med en enorm hastighed. Derfra kan disse stærkt kollimerede jetfly, der menes at være formet af magnetiske felter, strække sig store afstande ind i det intergalaktiske rum.
De kan detekteres i radiobølgelængder, og vi har fundet en hel del af dem. Men formen på jetflyene fra MRC 0600-399 er virkelig usædvanlig, så et internationalt hold af forskere besluttede at se nærmere på dem ved at bruge det kraftige MeerKAT-radioteleskop i Sydafrika.
Udstyret med de nye observationer, meget højere opløsning end tidligere opnået, var forskerne i stand til at studere jetflyene i hidtil usete detaljer.
Billederne viste, at jetflyene bøjer i næsten 90 graders vinkler, som tidligere observeret . Påfaldende nok viser billederne dog også diffuse områder af radioemission på begge sider af det punkt, hvor strålen bøjer, hvilket skaber en T-form, som forskerne omtaler som 'dobbelt-le'.
Derefter kørte holdet simuleringer for at forsøge at gengive jetflyets form. De viste, at et sort hul-jetfly, der rejser med supersoniske hastigheder, der kolliderer med et buet lag af magnetfelt, som det ikke kunne trænge igennem, kunne gengive den observerede form af MRC 0600-399's jetfly.
På samme måde som en vandstrøm, der rammer en hård overflade, ville denne kollision være kaotisk og rodet.
(Chibueze, Sakemi, Ohmura et al.; Takumi Ohmura, Mami Machida, Hirotaka Nakayama, 4D2U Project, NAOJ)
Ovenfor: De bøjede jetstrukturer som observeret af MeerKAT (til venstre). Til højre er simuleringer, der viser, hvordan magnetiske felter kan forårsage disse former.
Det er ikke den eneste forklaring . En anden er, at MRC 0600-399 i øjeblikket kan falde tilbage mod centrum af Abell 3376, efter at være blevet smidt ud med supersonisk hastighed.
Bøjningen af strålerne kunne være forårsaget af ramtryk fra den omgivende intergalaktiske gas. Selvom dette er tilfældet, kan det dog ikke forklare alle funktionerne ved de bøjede jetfly, inklusive de dobbelte le-strukturer, så tilstedeværelsen af et magnetfelt er sandsynligvis stadig nødvendig.
Det er et spændende fund, fordi det demonstrerer tilstedeværelsen af stærke, velordnede magnetiske felter inde i galaksehobe, miljøer, der ofte er komplicerede og uplejede. Dette kunne hjælpe med at forstå galaksehobens dynamik bedre.
Det viser også, at sorte huls jetfly kan bruges som et fremragende værktøj til at forstå mystiske, svære at se magnetiske felter i det dybe rum.
Og måske ikke mindst kan forskningen endda hjælpe astronomer til bedre at forstå, hvordan magnetfelter kan forme og guide de kraftige plasmastråler, der sprænger ud af aktivt supermassiv sorte huller .
Forskningen er publiceret i Natur .