Sort hul i midten af ​​vores galakse ser ud til at blive mere sulten

Det enorme sorte hul i midten af ​​vores galakse spiser et usædvanligt stort måltid af interstellar gas og støv, og forskere forstår endnu ikke hvorfor.

"Vi har aldrig set noget lignende i de 24 år, vi har studeret det supermassive sorte hul, " sagde Andrea Ghez, UCLA professor i fysik og astronomi og en med-senior forfatter af forskningen. "Det er normalt ret stille, sorte hul på en diæt. Vi ved ikke, hvad der driver denne store fest."

Et papir om undersøgelsen, ledet af UCLA Galactic Center Group, som Ghez leder, udgives i dag i Astrofysiske tidsskriftsbreve .

Forskerne analyserede mere end 13, 000 observationer af det sorte hul fra 133 nætter siden 2003. Billederne er indsamlet af W.M. Keck Observatory på Hawaii og European Southern Observatory's Very Large Telescope i Chile. Holdet fandt ud af, at den 13. maj området lige uden for det sorte huls "point of no return" (såkaldt fordi, når først stof kommer ind, den kan aldrig undslippe) var dobbelt så lys som den næstklareste observation.

De observerede også store ændringer på to andre nætter i år; alle tre af disse ændringer var "uden fortilfælde, " sagde Ghez.

Den lysstyrke, som forskerne observerede, er forårsaget af stråling fra gas og støv, der falder ned i det sorte hul; resultaterne fik dem til at spørge, om dette var en ekstraordinær enestående begivenhed eller en forløber for væsentligt øget aktivitet.

"Det store spørgsmål er, om det sorte hul går ind i en ny fase - for eksempel hvis studsen er blevet skruet op, og hastigheden af ​​gas, der falder ned i det sorte huls 'dræn' er steget i en længere periode - eller om vi lige har set fyrværkeriet fra et par usædvanlige klatter af gas, der falder ind, " sagde Mark Morris, UCLA professor i fysik og astronomi og papirets co-senior forfatter.

Holdet er fortsat med at observere området og vil forsøge at afgøre det spørgsmål baseret på, hvad de ser fra nye billeder.

"Vi vil gerne vide, hvordan sorte huller vokser og påvirker udviklingen af ​​galakser og universet, " sagde Ghez, UCLAs Lauren B. Leichtman og Arthur E. Levine professor i astrofysik. "Vi vil gerne vide, hvorfor det supermassive hul bliver lysere, og hvordan det bliver lysere."

De nye resultater er baseret på observationer af det sorte hul - som kaldes Skytten A*, eller Sgr A* - i løbet af fire nætter i april og maj på Keck Observatory. Lysstyrken omkring det sorte hul varierer altid noget, men forskerne var forbløffede over de ekstreme variationer i lysstyrke i den tidsramme, inklusive deres observationer den 13. maj.

"Det første billede, jeg så den nat, det sorte hul var så lyst, at jeg oprindeligt forvekslede det med stjernen S0-2, fordi jeg aldrig havde set Skytten A* så lys, " sagde UCLA-forsker Tuan Do, undersøgelsens hovedforfatter. "Men det blev hurtigt klart, at kilden måtte være det sorte hul, hvilket var rigtig spændende."

En hypotese om den øgede aktivitet er, at da en stjerne kaldet S0-2 nærmede sig det sorte hul i løbet af sommeren 2018, det lancerede en stor mængde gas, der nåede det sorte hul i år.

En anden mulighed involverer et bizart objekt kendt som G2, hvilket højst sandsynligt er et par binære stjerner, som kom tættest på det sorte hul i 2014. Det er muligt, at det sorte hul kunne have fjernet det ydre lag af G2, Ghez sagde, hvilket kunne være med til at forklare den øgede lysstyrke lige uden for det sorte hul.

Morris sagde, at en anden mulighed er, at lysstyrken svarer til døden af ​​store asteroider, der er blevet trukket ind i det sorte hul.

Ingen fare for Jorden

Det sorte hul er omkring 26, 000 lysår væk og udgør ingen fare for vores planet. Do sagde, at strålingen skulle være 10 milliarder gange så lysstærk som det, astronomerne opdagede, for at påvirke livet på Jorden.

Astrofysiske tidsskriftsbreve også publiceret en anden artikel af forskerne, beskriver speckle holografi, teknikken, der gjorde dem i stand til at udtrække og bruge meget svag information fra 24 års data, de optog fra nær det sorte hul.

Ghez' forskerhold rapporterede den 25. juli i tidsskriftet Science den mest omfattende test af Einsteins ikoniske generelle relativitetsteori nær det sorte hul. Deres konklusion om, at Einsteins teori bestod testen og er korrekt, i det mindste for nu, var baseret på deres undersøgelse af S0-2, da den lavede en komplet bane rundt om det sorte hul.

Ghez' team studerer mere end 3, 000 stjerner, der kredser om det supermassive sorte hul. Siden 2004 har forskerne har brugt en kraftfuld teknologi, som Ghez hjalp med at pionere, kaldet adaptiv optik, som korrigerer de forvrængende virkninger af Jordens atmosfære i realtid. Men speckle holografi gjorde det muligt for forskerne at forbedre dataene fra årtiet før adaptiv optik kom i spil. At genanalysere data fra disse år hjalp holdet med at konkludere, at de ikke havde set det niveau af lysstyrke nær det sorte hul i 24 år.

"Det var som at lave LASIK-operationer på vores tidlige billeder, " sagde Ghez. "Vi indsamlede dataene for at besvare et spørgsmål og afslørede serendipitalt andre spændende videnskabelige opdagelser, som vi ikke havde forudset."