Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Astronomers Catch Jet from Binge-Eating Black Hole

13.12.2012
Back in January, a new X-ray source flared and rapidly brightened in the Andromeda galaxy (M31), located 2.5 million light-years away.

Classified as an ultraluminous X-ray source (ULX), the object is only the second ever seen in M31 and became the target of an intense observing campaign by orbiting X-ray telescopes -- including NASA's Swift -- and radio observatories on the ground. These efforts resulted in the first detection of radio-emitting jets from a stellar-mass black hole outside our own galaxy.


The ULX's radio-emitting jet (center) is unresolved in this image constructed from Very Long Baseline Array data. Each side of the image is 20 milliarcseconds across, or about the width of a human hair seen from a distance of half a mile. Credit: NRAO/M. Middleton et al.

A ULX is thought to be a binary system containing a black hole that is rapidly accreting gas from its stellar companion. However, to account for the brilliant high-energy output, gas must be flowing into the black hole at a rate very near a theoretical maximum, a feeding frenzy that astronomers do not yet fully understand.

"There are four black hole binaries within our own galaxy that have been observed accreting at these extreme rates," said Matthew Middleton, an astronomer at the Anton Pannekoek Astronomical Institute in Amsterdam. "Gas and dust in our own galaxy interfere with our ability to probe how matter flows into ULXs, so our best glimpse of these processes comes from sources located out of the plane of our galaxy, such as those in M31."

As gas spirals toward a black hole, it becomes compressed and heated, eventually reaching temperatures where it emits X-rays. As the rate of matter ingested by the black hole increases, so does the X-ray brightness of the gas. At some point, the X-ray emission becomes so intense that it pushes back on the inflowing gas, theoretically capping any further increase in the black hole's accretion rate. Astronomers refer to this as the Eddington limit, after Sir Arthur Eddington, the British astrophysicist who first recognized a similar cutoff to the maximum luminosity of a star.

"Black-hole binaries in our galaxy that show accretion at the Eddington limit also exhibit powerful radio-emitting jets that move near the speed of light," Middleton said. Although astronomers know little about the physical nature of these jets, detecting them at all would confirm that the ULX is accreting at the limit and identify it as a stellar mass black hole.

The European Space Agency's XMM-Newton observatory first detected the ULX, dubbed XMMU J004243.6+412519 after its astronomical coordinates, on Jan. 15. Middleton and a large international team then began monitoring it at X-ray energies using XMM-Newton and NASA's Swift satellite and Chandra X-ray Observatory. The scientists conducted radio observations using the Karl G. Jansky Very Large Array (VLA) and the continent-spanning Very Long Baseline Array, both operated by the National Science Foundation in Socorro, N.M., and the Arcminute Microkelvin Imager Large Array located at the Mullard Radio Astronomy Observatory near Cambridge, England.

In a paper published online by the journal Nature on Wednesday, Dec. 12, the scientists reveal their successful detection of intense radio emission associated with a jet moving at more than 85 percent the speed of light. VLA data reveal that the radio emission was quite variable, in one instance decreasing by a factor of two in just half an hour.

"This tells us that the region producing radio waves is extremely small in size -- no farther across than the distance between Jupiter and the sun," explained team member James Miller-Jones, a research fellow at the Curtin University node of the International Centre for Radio Astronomy Research in Perth, Western Australia.

Black holes have been conclusively detected in two varieties: "lightweight" ones created by stars and containing up to a few dozen times the sun's mass, and supermassive "heavyweights" of millions to billions of solar masses found at the centers of most big galaxies. Astronomers have debated whether many ULXs represent hard-to-find "middleweight" versions, containing hundreds to thousands of solar masses.

"The discovery of jets tells us that this particular ULX is a typical stellar remnant about 10 times the mass of the sun, swallowing as much material as it possibly can," Middleton said. "We may well find jets in ULXs with similar X-ray properties in other nearby galaxies, which will help us better understand the nature of these incredible outflows."

Commenting on the findings on behalf of the Swift team, Stefan Immler at NASA's Goddard Space Flight Center in Greenbelt, Md., noted that it was almost exciting enough for astronomers to witness a new ULX so close to home, even if "close" is a few million light-years away. "But detecting the jets is a real triumph, one that will allow us to study the accretion process of these elusive black hole candidates in never-before-seen detail," he said.

Francis Reddy
NASA's Goddard Space Flight Center, Greenbelt, Md.

Francis Reddy | EurekAlert!
Further information:
http://www.nasa.gov
http://www.nasa.gov/topics/universe/features/andromeda-xray.html

More articles from Physics and Astronomy:

nachricht Gamma rays will reach beyond the limits of light
23.10.2017 | Chalmers University of Technology

nachricht Creation of coherent states in molecules by incoherent electrons
23.10.2017 | Tata Institute of Fundamental Research

All articles from Physics and Astronomy >>>

The most recent press releases about innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Salmonellen als Medikament gegen Tumore

HZI-Forscher entwickeln Bakterienstamm, der in der Krebstherapie eingesetzt werden kann

Salmonellen sind gefährliche Krankheitserreger, die über verdorbene Lebensmittel in den Körper gelangen und schwere Infektionen verursachen können. Jedoch ist...

Im Focus: Salmonella as a tumour medication

HZI researchers developed a bacterial strain that can be used in cancer therapy

Salmonellae are dangerous pathogens that enter the body via contaminated food and can cause severe infections. But these bacteria are also known to target...

Im Focus: Hochfeldmagnet am BER II: Einblick in eine versteckte Ordnung

Seit dreißig Jahren gibt eine bestimmte Uranverbindung der Forschung Rätsel auf. Obwohl die Kristallstruktur einfach ist, versteht niemand, was beim Abkühlen unter eine bestimmte Temperatur genau passiert. Offenbar entsteht eine so genannte „versteckte Ordnung“, deren Natur völlig unklar ist. Nun haben Physiker erstmals diese versteckte Ordnung näher charakterisiert und auf mikroskopischer Skala untersucht. Dazu nutzten sie den Hochfeldmagneten am HZB, der Neutronenexperimente unter extrem hohen magnetischen Feldern ermöglicht.

Kristalle aus den Elementen Uran, Ruthenium, Rhodium und Silizium haben eine geometrisch einfache Struktur und sollten keine Geheimnisse mehr bergen. Doch das...

Im Focus: Schmetterlingsflügel inspiriert Photovoltaik: Absorption lässt sich um bis zu 200 Prozent steigern

Sonnenlicht, das von Solarzellen reflektiert wird, geht als ungenutzte Energie verloren. Die Flügel des Schmetterlings „Gewöhnliche Rose“ (Pachliopta aristolochiae) zeichnen sich durch Nanostrukturen aus, kleinste Löcher, die Licht über ein breites Spektrum deutlich besser absorbieren als glatte Oberflächen. Forschern am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) ist es nun gelungen, diese Nanostrukturen auf Solarzellen zu übertragen und deren Licht-Absorptionsrate so um bis zu 200 Prozent zu steigern. Ihre Ergebnisse veröffentlichten die Wissenschaftler nun im Fachmagazin Science Advances. DOI: 10.1126/sciadv.1700232

„Der von uns untersuchte Schmetterling hat eine augenscheinliche Besonderheit: Er ist extrem dunkelschwarz. Das liegt daran, dass er für eine optimale...

Im Focus: Schnelle individualisierte Therapiewahl durch Sortierung von Biomolekülen und Zellen mit Licht

Im Blut zirkulierende Biomoleküle und Zellen sind Träger diagnostischer Information, deren Analyse hochwirksame, individuelle Therapien ermöglichen. Um diese Information zu erschließen, haben Wissenschaftler des Fraunhofer-Instituts für Lasertechnik ILT ein Mikrochip-basiertes Diagnosegerät entwickelt: Der »AnaLighter« analysiert und sortiert klinisch relevante Biomoleküle und Zellen in einer Blutprobe mit Licht. Dadurch können Frühdiagnosen beispielsweise von Tumor- sowie Herz-Kreislauf-Erkrankungen gestellt und patientenindividuelle Therapien eingeleitet werden. Experten des Fraunhofer ILT stellen diese Technologie vom 13.–16. November auf der COMPAMED 2017 in Düsseldorf vor.

Der »AnaLighter« ist ein kompaktes Diagnosegerät zum Sortieren von Zellen und Biomolekülen. Sein technologischer Kern basiert auf einem optisch schaltbaren...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Konferenz IT-Security Community Xchange (IT-SECX) am 10. November 2017

23.10.2017 | Veranstaltungen

Die Zukunft der Luftfracht

23.10.2017 | Veranstaltungen

Ehrung des Autors Herbert W. Franke mit dem Kurd-Laßwitz-Sonderpreis 2017

23.10.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Magma sucht sich nach Flankenkollaps neue Wege

23.10.2017 | Geowissenschaften

Neues Sensorsystem sorgt für sichere Ernte

23.10.2017 | Informationstechnologie

Salmonellen als Medikament gegen Tumore

23.10.2017 | Biowissenschaften Chemie