Fem astronomer vid Chalmers och Onsala rymdobservatorium har avslöjat ett extremt kraftfullt magnetfält – som ligger bortom vad man tidigare har upptäckt i någon galaxkärna – väldigt nära händelsehorisonten av ett supermassivt svart hål.
De nya observationerna hjälper astronomer att förstå både hur dessa bjässar i galaxers centrum, och tvillingstrålen av plasma som de ofta sprutar ut i höga hastigheter från sina poler, kan uppstå.
Supertunga svarta hål, med massor på upp till flera miljarder gånger solens, påträffas i hjärtat av nästan alla galaxer i universum. Ett supertungt svart hål kan samla på sig stora mängder av materia i form av en omgivande skiva. Merparten av materian slukas av det svarta hålet, men en del kan undfly strax innan den fångas och istället kastas ut i rymden med hastigheter nära ljusets, och bildar då en jetstråle av plasma.
Ivan Marti-Vidal, som har lett forskarlaget på Chalmers, vill förstå hur dessa extrema fenomen fungerar.
– Supertunga svarta hål påverkar hela galaxer med sina jetstrålar. Fram tills nu har man trott att starka magnetfält spelar en viktig roll, men bara svaga magnetfält långt från svarta hål – flera ljusår bort, har upptäckts. Nu har vi lyckats bevisa att de verkligen är väldigt starka, säger han i ett pressmeddelande.
Astronomerna använde teleskopet Alma för att studera det supermassiva svarta hålet i en avlägsen galax med beteckningen PKS 1830-211. De lyckades upptäcka signaler som är direkt relaterade till ett starkt magnetfält väldigt nära händelsehorisonten. Magnetfältet ligger precis där materia plötsligt accelereras bort från det svarta hålet i form av en jetstråle.
Forskargruppen mätte upp magnetfältsstyrkan genom att studera på vilket vis ljuset som rörde sig bort från det svarta hålet var polariserat.
– Polarisering är en av ljusets viktigaste egenskaper och används ofta i vårt vardagsliv, till exempel i solglasögon eller 3d-glasögon på bio. När polariserat ljus uppstår naturligt kan man använda det för att studera magnetfält, eftersom ljuset ändrar sin polarisering när det rör sig igenom magnetiserat material. I det här fallet hade ljuset som vi upptäckte med Alma rört sig genom material väldigt nära det svarta hålet, ett ställe där det är fullt med högt magnetiserad plasma, säger Ivan Marti-Vidal i ett pressmeddelande.
Astronomerna använde en ny analysmetod som utvecklats för Alma-mätningarna och upptäckte att riktningen för polariseringen hos ljusstrålarna från hjärtat av PKS 1830-211 har roterat. Magnetfälten ger nämligen upphov till en effekt som kallas Faraday-rotation. Polariseringen roterar olika mycket vid olika våglängder, och hur rotationen varierar med våglängd berättar om det magnetiska fältet i området.
– Vi har upptäckt en tydlig signal av att polarisationen roterats och signalen är hundra gånger högre än vad man tidigare funnit i universum. Tack vare Alma är vår upptäckt ett stort steg framåt vad gäller vilka frekvenser som man kunnat studera, men även vad gäller avståndet till det svarta hålet där magnetfältet har studerats, säger Sebastien Muller, som är medförfattare till artikeln.
