ALMA ser det blinkende hjerte af Mælkevejen

Astronomer, der brugte Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) fandt kvasi-periodiske flimmer i millimeterbølger fra centrum af Mælkevejen, Skytten (Sgr) A*. Holdet fortolkede disse blink til at skyldes rotationen af ​​radiopletter, der kredser om det supermassive sorte hul med en kredsløbsradius, der er mindre end Mercury. Dette er et interessant spor til at undersøge rum-tid med ekstrem tyngdekraft.

"Det har været kendt, at Sgr A* nogle gange blusser op i millimeter bølgelængde, " fortæller Yuhei Iwata, hovedforfatteren af ​​papiret udgivet i Astrofysiske tidsskriftsbreve og en kandidatstuderende ved Keio University, Japan. "Denne gang, ved hjælp af ALMA, vi opnåede højkvalitetsdata for radiobølgeintensitetsvariation af Sgr A* i 10 dage, 70 minutter om dagen. Så fandt vi to tendenser:kvasi-periodiske variationer med en typisk tidsskala på 30 minutter og timelange langsomme variationer."

Astronomer antager, at et supermassivt sort hul med en masse på 4 millioner sole er placeret i centrum af Sgr A*. Udbrud af Sgr A* er blevet observeret ikke kun i millimeter bølgelængde, men også i infrarødt lys og røntgen. Imidlertid, variationerne detekteret med ALMA er meget mindre end de tidligere detekterede, og det er muligt, at disse niveauer af små variationer altid forekommer i Sgr A*.

Det sorte hul i sig selv producerer ikke nogen form for emission. Kilden til emissionen er den brændende gasformede skive omkring det sorte hul. Gassen omkring det sorte hul går ikke direkte til gravitationsbrønden, men den roterer rundt om det sorte hul for at danne en tilvækstskive.

Holdet fokuserede på korte tidsskalavariationer og fandt ud af, at variationsperioden på 30 minutter er sammenlignelig med omløbsperioden for den inderste kant af tilvækstskiven med en radius på 0,2 astronomiske enheder (1 astronomisk enhed svarer til afstanden mellem Jorden og Sol:150 millioner kilometer). Til sammenligning, Kviksølv, solsystemets inderste planet, cirkler omkring Solen i en afstand af 0,4 astronomiske enheder. I betragtning af den kolossale masse i midten af ​​det sorte hul, dens tyngdekraftseffekt er også ekstrem i accretion disken.

"Denne emission kan være relateret til nogle eksotiske fænomener, der forekommer i selve nærheden af ​​det supermassive sorte hul, " siger Tomoharu Oka, professor ved Keio Universitet.

Deres scenarie er som følger. Hot spots dannes sporadisk i disken og cirkler rundt om det sorte hul, udsender stærke millimeterbølger. Ifølge Einsteins særlige relativitetsteori, emissionen forstærkes stort set, når kilden bevæger sig mod observatøren med en hastighed, der kan sammenlignes med lysets. Rotationshastigheden af ​​den indre kant af tilvækstskiven er ret stor, så denne ekstraordinære effekt opstår. Astronomerne mener, at dette er oprindelsen til den kortsigtede variation af millimeter-emissionen fra Sgr A*.

Holdet antager, at variationen kan påvirke indsatsen for at lave et billede af det supermassive sorte hul med Event Horizon Telescope. "Generelt, jo hurtigere bevægelsen er, jo sværere er det at tage et billede af objektet, " siger Oka. "I stedet, variationen af ​​selve emissionen giver overbevisende indsigt i gasbevægelsen. Vi kan være vidne til selve det øjeblik, hvor gas absorberes af det sorte hul med en langsigtet overvågningskampagne med ALMA." Forskerne sigter efter at trække uafhængig information frem for at forstå det mystificerende miljø omkring det supermassive sorte hul.