Nye observasjoner fra James Webb-teleskopet (JWST) viser at det finnes store mengder tunge grunnstoffer rundt Sagittarius A* (Sgr A*), det supermassive sorte hullet i sentrum av Melkeveien. Forskerne mener materialet trolig stammer fra supernovaer – stjerneeksplosjoner som har slynget grunnstoffer ut i området rundt det sorte hullet.

Funnet kan gi nye spor om hvordan Jorden fikk sin andel av tunge grunnstoffer. Samtidig kan det gjøre det vanskeligere å forklare hvorfor Melkeveiens sentrale sorte hull trekker til seg og sluker langt mindre materiale enn mange andre supermassive sorte hull.

Grunnstoffene finnes i gass

I astronomien brukes betegnelsen metaller om alle grunnstoffer som er tyngre enn hydrogen eller helium. Det omfatter blant annet oksygen, karbon, jern og gull. Grunnstoffene dannes gjennom kjernefysiske fusjonsprosesser mot slutten av stjernenes liv. Når stjerner eksploderer eller på annen måte sprer materialet sitt i verdensrommet, havner grunnstoffene i det interstellare rommet og kan senere inngå i nye generasjoner av stjerner.

De tunge grunnstoffene ble påvist i form av gass, og sammensetningen ser ut til å samsvare med sammensetningen i flere stjerner i nærheten. Det kan tyde på at stjernene og gassen ble dannet omtrent samtidig.

Observasjonene er beskrevet i en studie som ble publisert 19. oktober i tidsskriftet The Astronomical Journal. Studien bygger videre på et arbeid som ble publisert i mai i The Astrophysical Journal.

«Vi vet at det finnes et sort hull i sentrum av galaksen vår som trekker til seg materiale, men vi ser at det sluker langt mindre materiale enn andre supermassive sorte hull og gjør det saktere. For å forstå hvorfor dette skjer, må man undersøke egenskapene til materialet det har tilgang til – blant annet gass, støv og stjernene som går i bane rundt det», sa førsteforfatteren av den nye studien, astrofysikkdoktoranden Nicole Ford ved McGill University i Montréal, i en uttalelse.

Målte varme gasskyer nær det sorte hullet

JWST befinner seg i Lagrange-punktet L2, rundt 1 million miles, eller 1,5 millioner kilometer, fra Jorden på motsatt side av Solen. Teleskopet registrerte varmesignaler fra bestemte gasskyer nær det sorte hullet og målte samtidig mengden metaller i skyene.

Bildene fra observasjonene viser galaksesenteret i infrarødt lys på tre ulike skalaer. Sagittarius A* er markert med en hvit stjerne. Bildeserien går fra venstre mot høyre mot stadig nærmere utsnitt av området, ved hjelp av ulike bølgelengder.

«Disse funnene kan gi bedre forståelse av hvordan metaller sprer seg rundt supermassive sorte hull i galakser langt unna, og av prosessene som har levert mange av disse grunnstoffene til Jorden», opplyste forskere ved McGill University. De påpekte også at tilstedeværelsen av metaller påvirker hvor raskt gassen kjøles ned. Det påvirker igjen hvor lett gassen kan trekkes inn i det sorte hullet.

En tidligere studie i The Astrophysical Journal viste at gassutslipp nær det sorte hullet påvirkes av forholdene i lokale skyer. Forskerne konkluderte derfor med at gass alene ikke kan brukes som en pålitelig indikator på hvor ofte det sorte hullet har vært aktivt.