Fedt nok, tåget ring omkring Mælkevejens supermassive sorte hul

Nye ALMA-observationer afslører en aldrig før set disk af cool, interstellar gas viklet rundt om det supermassive sorte hul i midten af ​​Mælkevejen. Denne tågede skive giver astronomer ny indsigt i, hvordan tilvæksten virker:hævert af materiale på overfladen af ​​et sort hul. Resultaterne er publiceret i tidsskriftet Natur .

Gennem årtiers studier, astronomer har udviklet et klarere billede af det kaotiske og overfyldte kvarter omkring det supermassive sorte hul i centrum af Mælkevejen. Vores galaktiske center er cirka 26, 000 lysår fra Jorden og det supermassive sorte hul der, kendt som Skytten A* (en "stjerne"), er 4 millioner gange vores sols masse.

Vi ved nu, at denne region er fyldt med omstrejfende stjerner, interstellare støvskyer, og et stort reservoir af både fænomenalt varme og forholdsvis koldere gasser. Disse gasser forventes at kredse om det sorte hul i en enorm tilvækstskive, der strækker sig et par tiendedele af et lysår fra det sorte huls begivenhedshorisont.

Indtil nu, imidlertid, astronomer har kun været i stand til at afbilde de spinkle, varm del af denne strøm af accreting gas, som danner en nogenlunde sfærisk strømning og ikke viste nogen tydelig rotation. Dens temperatur anslås til at være blærende 10 millioner grader Celsius (18 millioner grader Fahrenheit), eller omkring to tredjedele af den temperatur, der findes i vores sols kerne. Ved denne temperatur, gassen lyser voldsomt i røntgenlys, tillader det at blive studeret af rumbaserede røntgenteleskoper, ned til en skala på omkring en tiendedel af et lysår fra det sorte hul.

Ud over dette varme, glødende gas, tidligere observationer med millimeter-bølgelængde-teleskoper har opdaget et stort lager af forholdsvis køligere brintgas (ca. 10 tusinde grader Celsius, eller 18, 000 grader Fahrenheit) inden for et par lysår fra det sorte hul. Bidraget fra denne køligere gas til tilvækststrømmen til det sorte hul var tidligere ukendt.

Selvom vores galaktiske center sorte hul er relativt stille, strålingen omkring den er stærk nok til at få brintatomer til konstant at miste og rekombinere med deres elektroner. Denne rekombination producerer et karakteristisk millimeter-bølgelængdesignal, som er i stand til at nå Jorden med meget små tab undervejs.

Med sin bemærkelsesværdige følsomhed og kraftfulde evne til at se fine detaljer, Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) var i stand til at detektere dette svage radiosignal og producere det første billede nogensinde af den køligere gasdisk kun omkring en hundrededel af et lysår væk (eller omkring 1000 gange afstanden fra Jorden til Solen) fra det supermassive sorte hul. Disse observationer gjorde det muligt for astronomerne både at kortlægge placeringen og spore bevægelsen af ​​denne gas. Forskerne vurderer, at mængden af ​​brint i denne kølige skive er omkring en tiendedel af massen af ​​Jupiter, eller en ti tusindedel af Solens masse.

Ved at kortlægge skift i bølgelængder af dette radiolys på grund af Doppler-effekten (lys fra objekter, der bevæger sig mod Jorden, forskydes lidt til den "blåere" del af spektret, mens lys fra objekter, der bevæger sig væk, forskydes lidt til den "rødere" del ), the astronomers could clearly see that the gas is rotating around the black hole. This information will provide new insights into the ways that black holes devour matter and the complex interplay between a black hole and its galactic neighborhood.

"We were the first to image this elusive disk and study its rotation, " said Elena Murchikova, a member in astrophysics at the Institute for Advanced Study in Princeton, New Jersey, and lead author on the paper. "We are also probing accretion onto the black hole. This is important because this is our closest supermassive black hole. Even so, we still have no good understanding of how its accretion works. We hope these new ALMA observations will help the black hole give up some of its secrets."