Die spontane Ummagnetisierung eines Monsters aus einem Schwarzen Loch entzündet eine mysteriöse Explosion

Diese Abbildung zeigt die Akkretionsscheibe, die Korona (blasse konische Wirbel über der Scheibe) und das supermassereiche Schwarze Loch der aktiven Galaxie 1ES 1927+654 vor ihrem letzten Ausbruch. Bildnachweis: NASA/Sonoma State University, Aurore Simonnet

Das schnelle Teleskop der NASA verfolgt eine mögliche magnetische Umkehrung eines Monsters aus einem schwarzen Loch

Es könnte sich um eine seltene, mysteriöse Explosion aus einer aktiven Galaxie handeln, die 236 Millionen Lichtjahre von einer magnetischen Umkehrung entfernt ist, der spontanen Umkehrung des Magnetfelds, das ihr Zentrum umgibt.[{” attribute=””>black hole.

In a comprehensive new study, an international team of scientists links the eruption’s unusual characteristics to changes in the black hole’s environment that likely would be triggered by such a magnetic switch.


Er entdeckte den ungewöhnlichen Ausbruch von 1ES 1927 + 654, einer 236 Millionen Lichtjahre entfernten Galaxie im Sternbild Drache. Die plötzliche Umkehrung des Magnetfelds um das Schwarze Loch mit Millionen Sonnenmassen könnte diese Explosion verursacht haben. Anerkennung:[{” attribute=””>NASA’s Goddard Space Flight Center

“Rapid changes in visible and ultraviolet light have been seen in a few dozen galaxies similar to this one,” said Sibasish Laha, a research scientist at the University of Maryland, Baltimore County and NASA’s Goddard Space Flight Center in Greenbelt, Maryland. “But this event marks the first time we’ve seen X-rays dropping out completely while the other wavelengths brighten.”

A paper describing the findings, led by Laha, is accepted for publication in The Astrophysical Journal.


Diese Sequenz zeigt verschiedene Merkmale der galaktischen Explosion von 1ES 1927+654, von ihrer dramatisch erhöhten Helligkeit im sichtbaren und ultravioletten Bereich bis hin zum Verlust und der Wiederherstellung der Korona, einer hochenergetischen Röntgenquelle. Bildnachweis: Goddard Space Flight Center der NASA

Das Forschungsteam analysierte die neuen und archivierten Beobachtungen im gesamten Spektrum. Das Neil Gehrells Swift Observatory der NASA und der Satellit XMM Newton der Europäischen Weltraumorganisation lieferten Ultraviolett- und Röntgenstrahlenmessungen. Die Beobachtungen im sichtbaren Licht stammen vom italienischen 3,6-Meter-Galileo-Nationalteleskop und dem 10,4-Meter-Gran-Canarias-Teleskop, die sich beide auf der Insel La Palma auf den Kanarischen Inseln in Spanien befinden. Radiomessungen wurden vom Very Long Baseline Array erhalten, einem Netzwerk von 10 Radioteleskopen, die über die gesamten Vereinigten Staaten verteilt sind; Die sehr große Matrix in New Mexico; und das europäische VLBI-Netzwerk.

Anfang März 2018 warnte die Automated Sky Survey of Supernovae Astronomen, dass eine Galaxie namens 1ES 1927 + 654 im sichtbaren Licht fast 100-mal aufgehellt wurde. Die Suche nach früheren Entdeckungen durch das von der NASA finanzierte Terrestrial Asteroid Collision Last Alert System zeigte, dass der Vulkanausbruch Monate zuvor, Ende 2017, begann.

Interpretation der magnetischen Umkehrung der Eruption im Zentrum einer aktiven Galaxie

Diese Grafik zeigt die Interpretation der magnetischen Umkehrung der Eruption im Zentrum einer aktiven Galaxie, die als 1ES 1927 + 654 bekannt ist. Gelbe Linien zeigen die anfängliche Richtung des Magnetfelds, während orangefarbene Linien die umgekehrte Polarität anzeigen. Ende Dezember 2017 hellte sich die Akkretionsscheibe im sichtbaren Licht bis zu 100-mal auf, das Ergebnis einer verstärkten „Fütterung“ durch das supermassereiche Schwarze Loch – möglicherweise aufgrund einer Änderung der magnetischen Polarität der äußeren Scheibe. Im August 2018 erreichte der umgekehrte magnetische Fluss die innere Akkretionsscheibe, wodurch die Korona und die von ihr erzeugten hochenergetischen Röntgenstrahlen verschwanden. Im Oktober 2018 kehrten die Röntgenstrahlen zurück, was auf eine Rekonstruktion der Korona hinweist, aber sie wurden allmählich intensiver und erreichten im November 2019 ihren Höhepunkt. Während dieser Zeit verstärkt sich das Magnetfeld in seiner neuen Richtung und ein höherer Materiefluss als möglich das Schwarze Loch erreichen. Gegenwart: Das Schwarze Loch hat sich 2011 in einen präeruptiven Zustand begeben, jedoch mit einem Magnetfeld entgegengesetzter Polarität. Bildnachweis: Goddard Space Flight Center der NASA/Jay Friedlander

Als Swift die Galaxie im Mai 2018 zum ersten Mal untersuchte, stieg ihre UV-Emission um das 12-fache, ging aber stetig zurück, was auf einen früheren, unbeobachteten Höhepunkt hinweist. Dann, im Juni, verschwand die hochenergetische Röntgenstrahlung der Galaxie.

„Es war sehr aufregend, in den seltsamen explosiven Ring dieser Galaxie einzutauchen und zu versuchen, die möglichen physikalischen Prozesse zu verstehen“, sagte Jose Acosta Pulido, Co-Autor am Canary Islands Institute of Astrophysics (IAC) auf Teneriffa.


Dieses Video erklärt die Interpretation der magnetischen Umkehrung der Eruption im Zentrum einer aktiven Galaxie, die als 1ES 1927+654 bekannt ist, wie in der obigen Grafik gezeigt. Bildnachweis: Goddard Space Flight Center der NASA/Jay Friedlander

Die meisten großen Galaxien, einschließlich unserer eigenen[{” attribute=””>Milky Way, host a supermassive black hole weighing millions to billions of times the Sun’s mass. When matter falls toward one, it first collects into a vast, flattened structure called an accretion disk. As the material slowly swirls inward, it heats up and emits visible, UV, and lower-energy X-ray light. Near the black hole, a cloud of extremely hot particles – called the corona – produces higher-energy X-rays. The brightness of these emissions depends on how much material streams toward the black hole.

“An earlier interpretation of the eruption suggested that it was triggered by a star that passed so close to the black hole it was torn apart, disrupting the flow of gas,” said co-author Josefa Becerra González, also at the IAC. “We show that such an event would fade out more rapidly than this outburst.”

Neil Gehrels Swift Observatory

Illustration of the Neil Gehrels Swift Observatory. Credit: NASA

The unique disappearance of the X-ray emission provides astronomers with an important clue. They suspect the black hole’s magnetic field creates and sustains the corona, so any magnetic change could impact its X-ray properties.

“A magnetic reversal, where the north pole becomes south and vice versa, seems to best fit the observations,” said co-author Mitchell Begelman, a professor in the department of astrophysical and planetary sciences at the University of Colorado Boulder. He and his Boulder colleagues, post-doctoral researcher and co-author Nicolas Scepi and professor Jason Dexter, developed the magnetic model. “The field initially weakens at the outskirts of the accretion disk, leading to greater heating and brightening in visible and UV light,” he explained.

As the flip progresses, the field becomes so weak that it can no longer support the corona – the X-ray emission vanishes. The magnetic field then gradually strengthens in its new orientation. In October 2018, about 4 months after they disappeared, the X-rays came back, indicating that the corona had been fully restored. By summer 2021, the galaxy had completely returned to its pre-eruption state.

Magnetic reversals are likely to be common events in the cosmos. The geologic record shows that Earth’s field flips unpredictably, averaging a few reversals every million years in the recent past. The Sun, by contrast, undergoes a magnetic reversal as part of its normal cycle of activity, switching north and south poles roughly every 11 years.

Reference: “A radio, optical, UV and X-ray view of the enigmatic changing look Active Galactic Nucleus 1ES~1927+654 from its pre- to post-flare states” by Sibasish Laha (NASA-GSFC), Eileen Meyer, Agniva Roychowdhury, Josefa Becerra González, J. A. Acosta-Pulido, Aditya Thapa, Ritesh Ghosh, Ehud Behar, Luigi C. Gallo, Gerard A. Kriss, Francesca Panessa, Stefano Bianchi, Fabio La Franca, Nicolas Scepi, Mitchell C. Begelman, Anna Lia Longinotti, Elisabeta Lusso, Samantha Oates, Matt Nicholl and S. Bradley Cenko, Accepted, The Astrophysical Journal.
arXiv:2203.07446

Goddard manages the Swift mission in collaboration with Penn State, the Los Alamos National Laboratory in New Mexico, and Northrop Grumman Space Systems in Dulles, Virginia. Other partners include the University of Leicester and Mullard Space Science Laboratory in the United Kingdom, Brera Observatory in Italy, and the Italian Space Agency.

Leave a Comment