Med hjälp av NASA:s Hubbleteleskop har en oväntad upptäckt gjorts: kvasaren J0742+2704, som är värd för en ung jetstråle, ligger i en galax med en tydlig spiralform. Detta fynd går emot tidigare teorier om att kvasarer, med sina kraftfulla jetstrålar, nästan alltid är värdar i elliptiska galaxer. Spiralstrukturen ger nya insikter om hur kvasarer och deras jetstrålar bildas och utvecklas.
Kvasarer som navigationsfyrar
Kvasarer är inte bara intressanta för forskare; de spelar också en praktisk roll i navigation. Den amerikanska flottan använder kvasarer som fyrar i rymden tack vare deras extrema ljusstyrka och stabilitet över långa tidsperioder. Deras positioner är så exakta att de kan användas som referenspunkter för att navigera både på jorden och i rymden. Olivia Achenbach, aspirerande marinofficer vid United States Naval Academy, är ett exempel på hur den här typen av forskning också knyter an till praktiska tillämpningar inom navigation och teknik.
En överraskande upptäckt
Upptäckten av spiralstrukturen i J0742+2704 gjordes av Achenbach under en fyra veckor lång praktik hos NASA. ”Den största överraskningen var att se den tydliga spiralformen i Hubble-bilderna. Först trodde jag att jag hade gjort ett misstag,” berättar hon i en nyhetsnotis från Huble/NASA. Fyndet bygger vidare på ett genombrott från 2020, då jetstrålen från J0742+2704 först upptäcktes med Karl G. Jansky Very Large Array (VLA) radioteleskop. Jetstrålen upptäcktes av bl.a. Achenbach handledare Kristina Nyland och publiceras i artikeln Quasars That Have Transitioned from Radio-quiet to Radio-loud on Decadal Timescales Revealed by VLASS and FIRST (Nyland et al 2020).
Kvasaren drivs av ett supermassivt svart hål i galaxens centrum, som är mer än 400 miljoner gånger solens massa. Detta är anmärkningsvärt för en galax som behållit sin spiralform, eftersom sådana massiva svarta hål oftare finns i elliptiska galaxer.
Utmanar tidigare teorier om kvasarjetstrålar
Tidigare forskning har föreslagit att kvasarer uppstår när två galaxer kolliderar och smälter samman. Denna process tros kanalisera stora mängder gas och materia mot ett centralt svart hål, vilket utlöser kvasarens aktivitet och jetstrålar. Kvasarer har därför oftast kopplats till elliptiska galaxer, som är resultatet av sådana dramatiska sammanslagningar.
J0742+2704 bryter mot dessa förväntningar. Hubbles bilder visar att kvasarens värdgalax inte bara har spiralformade armar, utan också har undvikit en större sammanslagning som skulle ha förstört denna struktur. Samtidigt finns tecken på en mindre dramatisk interaktion med en annan galax.
Gravitationella effekter och galaxinteraktioner
Hubble-observationerna avslöjar att en av spiralarmarna i kvasarens galax är förvrängd, vilket kan bero på gravitationella krafter från en närliggande galax. Dessutom visar bilderna en närliggande ringgalax – en sällsynt struktur som kan bildas när en mindre galax passerar genom en större och omfördelar gas och stjärnor. Forskare spekulerar i att dessa interaktioner kan ha triggat jetstrålen i J0742+2704.
”Ringgalaxen nära kvasaren kan vara en spännande ledtråd till vad som händer i detta system,” säger Kristina Nyland vid Naval Research Laboratory, som handledde Achenbach. ”Vi kanske bevittnar resultatet av en mindre dramatisk interaktion som triggat denna unga jetstråle.”
Början på ny forskning
Forskare planerar nu att studera J0742+2704 vidare med hjälp av NASA:s Chandra X-ray Observatory och Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) i Chile. Observationer i olika våglängder kan ge mer information om hur kvasaren interagerar med sin omgivning.
”Det är tydligt att något intressant pågår,” säger Nyland. ”Kvasaren har inte genomgått en större galaxkollision, men den kan interagera med en annan galax som gravitationellt påverkar dess spiralform.”
Denna upptäckt är också en påminnelse om vikten av långsiktig observation. ”Om vi hade tittat på denna kvasar för 20 år sedan hade vi aldrig vetat att den skulle bli värd för nybildade jetstrålar,” säger Achenbach. ”Det visar att om man fortsätter att söka, kan man hitta något oväntat och banbrytande.”
[…] som Vintergatan och Andromedagalaxen till de mest exotiska fenomenen i den djupa rymden. I artikeln Marinofficer använde Hubble: Upptäckte spiralgalax med jetstråle beskrivs även förekomsten av en ringgalax, vilke man också tror har uppkommit genom en tidigare […]