Undersøgelse af det supermassive sorte hul i vores galakse

Det supermassive sorte hul (SMBH) i vores galakse kerne, Sagittarius A*, er beskeden i størrelse med kun 4,15 millioner solmasser. Event Horizon Telescope (EHT) udgav for nylig et dramatisk submillimeterbillede af det set oplyst af dets glødende miljø. Mange galakser har nukleare SMBH'er, der er tusind gange større, for eksempel kernen i M87, hvis billede blev taget af EHT i 2020. Men SagA* er relativt tæt på os, kun omkring femogtyve tusinde lysår, og dens Nærhed giver astronomer en unik mulighed for at undersøge SMBH'ernes egenskaber.

Når gas og støv langsomt samler sig på et sort huls omgivende varme, disk-lignende miljø, udstråler de over det elektromagnetiske spektrum. Den episodiske akkretion og variable strålingsudbrud giver ledetråde til arten af ​​akkretionen, dimensionerne og placeringerne af hver begivenhed i det sorte huls komplekse miljø (i eller nær torus? i en eller anden del vinden?), og hvordan episoderne kan være relateret til hinanden og til det sorte huls egenskaber, f.eks. dets spin. Hver bølgelængde bærer sin egen information, og et af de vigtigste diagnostiske værktøjer er tidsforskellen mellem flares ved forskellige bølgelængder, som sporer, hvor i udbruddet de forskellige produktionsmekanismer opstår. Sag A* er tæt nok på, at den er blevet overvåget ved radiobølgelængder siden dens opdagelse i 1950'erne; i gennemsnit ophober Sgr A* materiale med en meget lav hastighed, et par hundrededele af en jordmasse om året, men nok til at frembringe variabilitet såvel som mere dramatiske udbrud.

CfA-astronomerne Steve Willner, Giovani Fazio, Mark Gurwell, Joe Hora og Howard Smith og deres kolleger har gennemført en timinganalyse af koordinerede, samtidige nær-infrarøde, røntgen- og submillimeterobservationer af SagA* ved hjælp af IRAC-kameraet på Spitzer, Chandra røntgenobservatoriet, NuSTAR-missionen, ALMA og GRAVITY-instrumentet på Very Large Telescope Interferometer; kampagnen krævede kompleks missionsplanlægning og reduktion af flere slags datasæt. Opblussende begivenheder blev set mellem 17.-26. juli 2019 (desværre blev SMA lukket ned på det tidspunkt på grund af protester på bjerget.) Holdet bemærker, at 2019-aktiviteten ser ud til at afspejle en usædvanlig høj tilvækstrate. Mens nogle af hændelserne blev observeret at opstå samtidigt, opstod submillimeter flaring (ALMA) omkring 20 minutter efter de infrarøde og røntgenudbrud (Chandra).

Forskerne overvejer tre scenarier:den infrarøde og røntgenstråling i disse flares opstod fra ladede partikler, der spiraler i kraftige magnetiske felter; det infrarøde og submillimeter kom fra denne første proces, men røntgenstrålingen blev produceret, da infrarøde fotoner kolliderede med ladede partikler, der bevægede sig nær lysets hastighed; og endelig, at kun submillimeterstrålingen kom fra den første proces, og alle de andre bånd blev produceret af den anden. Desværre kan jordbaserede observationer ikke være kontinuerlige, og som følge heraf blev tidspunktet for toppen af ​​submillimeter emissionsflammen ikke observeret, hvilket gjorde det svært at fastlægge nogen tidsforsinkelse mellem den og røntgenstrålerne, der kunne signalere dens opståen i et andet sted eller fra en anden proces. Holdet, der kombinerer sine resultater med tidligere variabilitetsundersøgelser, finder ét ensartet billede, hvor den infrarøde og røntgenstråler stammer fra den anden proces efterfulgt af submillimeter emission fra den første i et ekspanderende, kølende magnetiseret plasma.

Forskningen blev offentliggjort i The Astrophysical Journal . + Udforsk yderligere

Variabel emission fra Mælkevejens supermassive sorte hul