Ett internationellt team av astronomer, ledat av SRON, har observerat ett plötsligt utbrott av materia nära det supermassiva svarta hålet NGC 3783 med hastigheter upp till 20 % av ljusets hastighet.
Under en tio dagar lång observation, främst med rymdteleskopet XRISM, bevittnade forskarna dess bildande och acceleration. Forskare upptäcker ofta att dessa utbrott drivs av stark strålning, men denna gång är den mest troliga orsaken en plötslig förändring i magnetfältet, liknande utbrott på solen som orsakar soleruptioner.
Det är känt att supermassiva svarta hål flimrar i röntgenstrålning, men detta är första gången astronomer tydligt har sett en höghastighetsutstötning accelerera under en röntgenutbrott. Det avslöjades i den längsta kontinuerliga observation som XRISM hittills har genomfört. Under denna 10-dagarsperiod såg forskarna variationer i röntgenljusstyrkan, särskilt i det mjukare röntgenbandet. Dessa förändringar, inklusive utbrottet som varade i tre dagar, är inte ovanliga för supermassiva svarta hål.
Det som gör detta utbrott unikt är dock den samtidiga utstötningen av gas från det svarta hålets ackretionsskiva – den virvlande skivan av materia som kretsar kring det svarta hålet. Denna gas stöttes ut med otroligt höga hastigheter, upp till 60 000 kilometer per sekund, eller 20 % av ljusets hastighet.
En inblick i hjärtat av ett supermassivt svart hål
Gasen verkade komma från ett område som var ungefär 50 gånger större än det svarta hålet. I detta turbulenta område interagerar gravitation och magnetiska krafter på extrema sätt. Författarna tror att utstötningen orsakades av en process som kallas magnetisk återkoppling – en plötslig omkonfiguration av magnetfält som frigör enorma mängder energi.
”Detta är en unik möjlighet att studera mekanismen bakom ultrasnabba utflöden”, säger Liyi Gu, huvudförfattare till studien som publicerats i Astronomy & Astrophysics. ”Data tyder på att accelerationen av utflödet drivs av magnetiska krafter, liknande koronala massutkastningar från solen.”
En koronalt massutkastning inträffar när stora klumpar av het solplasma slungas ut i rymden. Ett supermassivt svart hål kan göra samma sak, men dessa utbrott är tio miljarder gånger kraftigare och överskuggar allt vi någonsin sett på vår sol. Gu och hans kollegor föreslår att den observerade händelsen i det svarta hålet, precis som dess motsvarighet i solen, drivs av plötsliga utbrott av magnetisk energi. Detta står i kontrast till de vanliga teorierna som föreslår att svarta hål stöter ut materia genom intensiv strålning eller extrem värme.
Varför detta är viktigt
Resultaten ger nya insikter om hur svarta hål inte bara drar in materia, utan under vissa förhållanden också skjuter ut den tillbaka ut i rymden. Denna process, känd som feedback, kan spela en nyckelroll i hur galaxer växer och förändras över tid, påverkar stjärnorna och gasen runt det svarta hålet och bidrar till att forma det universum vi ser idag.
Denna upptäckt understryker vikten av internationellt samarbete mellan rymdorganisationer och forskningsinstitut. En flotta på sju rymduppdrag observerade samma mål samtidigt: XRISM ledde kampanjen, med stöd av XMM-Newton, NuSTAR, Hubble, Chandra, Swift och NICER.
Mer information: Delving into the depths of NGC 3783 with XRISM III. Birth of an ultrafast outflow during a soft flare, Astronomy & Astrophysics (2025). DOI: 10.1051/0004-6361/202557189
