Svarta hål

Det man först tänker på när det gäller galaktiska svarta hål är s.k. aktiva galaxer. Dessa sänder ut otroligt mycket strålning, och det enda, som kan förklara fenomenen tillfredställande, är svarta hål med massor som många hundra miljoner solar. Det finns många olika förvillande namn på aktiva galaxer, som utåt ser olika ut; Seyfertgalaxer, Markerian-galaxer, N-galaxer, BL Lacartae-objekt (BL Lacs), radiogalaxer, dubbla radiokällor, kvasarer o.s.v.

Seyfertgalaxer är skivgalaxer, d.v.s. de är diskusformade med eller utan spiraler. De har mycket ljusa och stjärnlika kärnor (givetvis är kärnorna bara stjärnlika från vår mycket avlägsna observationsplats - i verkligheten är de enormt mycket större) där våldsamma reaktioner äger rum. Förutom synligt ljus sänder de oftast också ut mycket infraröd strålning och i vissa fall också röntgenstrålning. Radiokällorna i deras centra är dock allt för små för att ha någon större betydelse för strålningsbilden.

Markerian-galaxer är lika Seyfertgalaxerna, men har hög andel heta blå eller blåvita stjärnor i kärnan, och sänder därför ut mycket ultraviolett strålning

N-galaxerna är elliptiska, men påminner i övrigt om Seyfertgalaxer. Deras namn kommer av det engelska ordet för kärna, Nucleus, och syftar på deras små och extremt ljusa kärnor. Som helhet är emellertid N-galaxerna lite svagare än Seyfertgalaxernas. Inte sällan varierar N-galaxernas ljusstyrka med en period på några månader.

BL Lacs (även kallade lacertider eller BL Lacertae-objekt) är en undergrupp till N-galaxer, och deras namn kommer ifrån den första representanten för gruppen, vilken hittades i stjärnbilden Lacerta (ödlan). Det som skiljer BL Lacsen från N-galaxerna är att deras ljusstyrka varierar mycket snabbt.

Jämförelse mellan Vintergatan och fyra radiogalaxer som syns som dubbla radiokällor. Vintergatan är ca 100 000 ljusår i diameter.

Radiogalaxer är galaxer, ofta elliptiska, som sänder ut mycket stark radiostrålning, troligen p.g.a. högexplosiva händelser inom dem. De flesta av dem utgörs av två skilda radiokällor, och kallas därför ofta dubbla radiokällor.

Dubbla radiokällor är den vanligaste typen av radiogalaxer. Sedda genom ett optiskt teleskop är de normala ellipsformade galaxer, men en bild från ett radioteleskop visar två stora lober av radiostrålande materia, som väller ut från deras centra. Loberna kan bli runt 5 miljoner ljusår i diameter, och de utstrålar 10 miljarder gånger så mycket energi som frigörs vid ett supernovautbrott. Avståndet mellan loberna kan uppgå till nästan 20 miljoner ljusår, som hos galaxen 3C236 (det 236:e objektet i den tredje Cambridgekatalogen över radiokällor, publicerad 1959), vilken är det största objekt man känner till. Allt detta kan jämföras med vintergatans diameter på 0,1 miljoner ljusår.

Kvasarer (även kallade QSO, quasi-stellar objects, eller quasi-stellar radio sources) är kanske de mest omtalade av de aktiva galaxerna. Detta beror nog på deras enorma avstånd från oss - upp till 15 miljarder ljusår. Observationer av kvasarer kan därför ge värdefull information om Universums första tid; Universum skapades genom Big Bang för mellan 10 och 18 miljarder år sedan. På grund av de stora avstånden kan detaljer av dem inte observeras, detta till skillnad från t.ex. Seyfertgalaxer och N-galaxer. Den första, som mätte avståndet till en kvasar, var Maarten Schmidt, som 1963 visade att kavasaren 3C273 befinner sig på ett avstånd av 3 miljarder ljusår från Jorden. Kvasarer sänder ut strålning av de flesta våglängder, även om bara 1% av dem är radiokällor. Ibland har de olika benämningarna radiostarka och radiotysta kvasarer använts som undergrupper.

Källor: På resa...Galaxerna, Ronan, Nicolson

Trots att de aktiva galaxerna ser mycket olika ut tror man att processerna i deras centrum, som åstadkommer aktiviteten, är de samma i allihop. Med största säkerhet finns det ett gigantiskt svart hål i galaxernas centrum. I kvasarerna, som är de mest energiska av de aktiva galaxerna, bör det svarta hålets massa ligga mellan 100 miljoner och en miljard gånger solens massa, kanske ännu mer. I de lugnare objekten torde mindre hål finnas. (Nicolson)

Det finns dock vissa gränser för massan hos svarta hål, som ska driva en aktiv galax. Är hålet för litet kommer strålningen, som bildas då materia fallet in i hålet, att "blåsa bort" den omgivande materien. Är hålet däremot för stort kommer det att svälja hela stjärnor i ett stycke, och då hinner inte så mycket energi att frigöras. (Nicolson)

Det finns också teorier, som går ut på att energikällan i galaxernas centra hindras från att bli ett svart hål genom ytterst snabb rotation eller enormt starka magnetfält. Dessa tänkta objekt kallas spinarer respektive magnetoider. Emellertid är inget av dessa tillstånd stabilt, och objektet kollapsar ändå fort till ett svart hål. (Nicolson)

Schematisk bild av en aktiv galaxkärna och exempel på vad vi kallar den beroende på var vi befinner oss i förhållande till den.

En teori menar att de aktiva galaxerna är likadana och att de ser olika ut beror på att vi ser dem från olika håll. (Källa: Aktiva Galaxer)

Energin kommer från de enorma mängder materia, som faller in i det svarta hålet. I genomsnitt avges cirka 10% av vilomassan som strålning (enligt E=mc²) innan materien försvinner innanför händelsehorisonten. Stjärnor slits sönder av tidvattenkrafterna i närheten av det svarta hålet och gasen samlas i en rotationsskiva runt hålet. Friktionen mellan skivans olika lager, vilka roterar med olika hastighet, frigör energi.

En galax upphör att vara aktiv då det svarta hålet i dess centrum har slukat all materia inom räckhåll, eller då hålet har blivit så stort att det sväljer stjärnor hela utan att först slita sönder dem.

Det är mycket möjligt att vår egen galax tidigare har varit en Seyfertgalax. Forskarna tror nämligen att det finns ett svart hål i Vintergatans centrum, som också kallas Sgr A* eftersom det är den starkaste radiokällan i stjärnbilden Sagittarius. Det är dock svårt att observera Sgr A*, eftersom den döljs bakom stora stoftmoln. Man får därför förlita sig på längre våglängder, som lättare kan tränga igenom molnen.

Observationer tyder på att stjärnorna nära centrum rör sig mycket snabbt, något som visar att centralobjektet är mycket tungt. Så stor massa inom så liten volymen kan egentligen bara betyda en sak; det finns ett gigantiskt svart hål i Vintergatans centrum.

Om det svarta hålet på något sätt kunde tillföras materia, skulle Vintergatan åter kunna bli en aktiv Seytertgalax. Allt tyder på att hålet i Sgr A* är för litet för att kunna driva en kvasar. (Fakta om svart hål i Sgr A*: Winnberg)

Tillbaka