Videnskab
 science >> Videnskab >  >> Astronomi

Se Mælkevejenes supermassive sorte hul føde

Et trefarvet billede af de centrale områder af Mælkevejen, der viser placeringen af ​​Skytten A*, det galaktiske centers supermassive sorthul; røntgen i blåt, optisk i gult, og infrarød i rødt. Astronomer har opnået simultane flerbåndsobservationer af en lys flare fra SgrA* og modelleret multibåndsstrålingen for at estimere egenskaberne af tilvæksten omkring det sorte hul. Kredit:Røntgen:NASA/CXC/UMass/D. Wang et al.; Optisk:NASA/ESA/STScI/D.Wang et al.; IR:NASA/JPL-Caltech/SSC/S.Stolovy

Det supermassive sorte hul i centrum af vores Mælkevejs galakse, Skytten A*, er langt den nærmeste genstand for os, omkring 27, 000 lysår væk. Selvom den ikke er nær så aktiv eller lysende som andre galaktiske kerner med supermassive sorte huller, dens relative nærhed får den til at fremstå meget lysere for os end andre lignende kilder og giver astronomer en unik mulighed for at undersøge, hvad der sker, når gasskyer eller andre objekter kommer tæt på "kanten" af et sort hul.

Sgr A* er blevet overvåget ved radiobølgelængder siden dens opdagelse i 1950'erne; variabilitet blev første gang rapporteret i radioen i 1984. Astronomer modellerer, at Sgr A* i gennemsnit samler materiale med et par hundrededele af en jordmasse om året, en relativt meget lav sats. Efterfølgende infrarød, submillimeter, og røntgenobservationer bekræftede denne variabilitet, men opdagede også, at objektet ofte blusser, med lysstyrken derved øget med så meget som en faktor på hundrede i røntgenstråler. Det meste af den konstante emission menes at være produceret af elektroner, der spiraler tæt på lysets hastighed (kaldet relativistisk bevægelse) omkring magnetiske felter i et lille område kun omkring en astronomisk enhed i radius omkring kilden, men der er ingen enighed om den eller de mekanismer, der driver flammerne.

CfA astronomer Giovanni Fazio, Mark Gurwell, Joe Hora, Howard Smith, og Steve Willner var medlemmer af et stort konsortium, der i juli 2019 opnåede samtidige nær-infrarøde observationer med IRAC-kameraet på Spitzer, med GRAVITY-interferometeret ved European Southern Observatory, og med NASAs Chandra og NuStar røntgenobservatorier (planlagte samtidige observationer med Submillimeter Array blev forhindret af Mauna Kea-lukningen). SgrA* gennemgik uden tvivl en stor opblussende begivenhed under disse observationer, gør det muligt for teoretikere for første gang at modellere en flare i betydelige detaljer.

Relativistiske elektroner, der bevæger sig i magnetiske felter, udsender fotoner ved en proces kendt som synkrotronstråling (det mest konventionelle scenarie), men der er også en anden proces mulig, hvor fotoner (fremstillet enten ved synkrotronemission eller af andre kilder som støvemission) spredes fra elektroner og derved opnå yderligere energi, bliver til røntgenfotoner. Modellering af hvilken kombination af effekter, der var operativ i den lille region omkring SgrA* under afbrændingshændelsen giver indsigt i gassens tæthed, markerne, og oprindelsen af ​​blussets intensitet, timing, og form. Forskerne overvejede en række muligheder og konkluderede, at det mest sandsynlige scenarie er det, hvor den infrarøde opblussen blev produceret ved den første proces, men med røntgenopblussen frembragt af den anden proces. Denne konklusion har flere implikationer for aktiviteten omkring dette supermassive sorte hul, herunder at elektrontæthederne og magnetfelterne er sammenlignelige i størrelsesorden med dem under gennemsnitlige forhold, men at vedvarende partikelacceleration er påkrævet for at opretholde den observerede flare. Selvom modellerne med succes matcher mange aspekter af flare-emissionen, målingerne er ikke i stand til at begrænse den detaljerede fysik bag partikelaccelerationen; disse overlades til fremtidig forskning.


Varme artikler