Teleskoper viser, at Mælkevejens sorte hul er klar til et spark
Det supermassive sorte hul i midten af Mælkevejen drejer så hurtigt, at det fordrejer rumtiden, der omgiver det til en form, der kan ligne en fodbold, ifølge en ny undersøgelse, der bruger data fra NASAs Chandra X-ray Observatory og National Science Fondens Karl G. Jansky Very Large Array (VLA).
Astronomer kalder dette gigantiske sorte hul for Sagittarius A* (forkortet Sgr A*), som er placeret omkring 26.000 lysår væk fra Jorden i centrum af vores galakse.
Sorte huller har to grundlæggende egenskaber:deres masse (hvor meget de vejer) og deres spin (hvor hurtigt de roterer). At bestemme en af disse to værdier fortæller forskerne meget om ethvert sort hul, og hvordan det opfører sig.
Et team af forskere anvendte en ny metode, der bruger røntgen- og radiodata til at bestemme, hvor hurtigt Sgr A* spinder baseret på, hvordan materialet flyder mod og væk fra det sorte hul. De fandt ud af, at Sgr A* roterer med en vinkelhastighed – antallet af omdrejninger pr. sekund – det er omkring 60 % af den maksimalt mulige værdi, en grænse sat af, at materiale ikke kan bevæge sig hurtigere end lysets hastighed.
Tidligere lavede forskellige astronomer adskillige andre estimater af Sgr A*'s rotationshastighed ved hjælp af forskellige teknikker, med resultater, der spændte fra at Sgr A* slet ikke snurrede til den drejede med næsten den maksimale hastighed.
"Vores arbejde kan hjælpe med at afgøre spørgsmålet om, hvor hurtigt vores galakses supermassive sorte hul spinder," sagde Ruth Daly fra Penn State University, som er hovedforfatter af det nye studie. "Vores resultater indikerer, at Sgr A* roterer meget hurtigt, hvilket er interessant og har vidtrækkende implikationer."
Et roterende sort hul trækker "rumtid" (kombinationen af tid og rummets tre dimensioner) og nærliggende stof rundt, mens det drejer. Rumtiden omkring det roterende sorte hul er også klemt ned. Ser man ned på et sort hul fra toppen, langs tønden af enhver jet, det producerer, er rumtiden en cirkulær form. Ser man på det roterende sorte hul fra siden, er rumtiden dog formet som en fodbold. Jo hurtigere spin, jo fladere fodbold.
Et sort huls spin kan fungere som en vigtig energikilde. Spinnende supermassive sorte huller kan producere kollimerede udstrømninger, det vil sige smalle stråler af materiale såsom jetfly, når deres spinenergi udvindes, hvilket kræver, at der i det mindste er noget stof i nærheden af det sorte hul.
På grund af begrænset brændstof omkring Sgr A* har dette sorte hul været relativt stille i de seneste årtusinder med relativt svage jetfly. Dette arbejde viser dog, at dette kan ændre sig, hvis mængden af materiale i nærheden af Sgr A* stiger.
"Et roterende sort hul er som en raket på affyringsrampen," sagde Biny Sebastian, en medforfatter fra University of Manitoba i Winnipeg, Canada. "Når materialet kommer tæt nok på, er det som om, nogen har brændt raketten på og trykke på 'start'-knappen."
Det betyder, at hvis stoffets egenskaber og magnetfeltstyrken tæt på det sorte hul i fremtiden ændres, vil en del af den enorme energi fra det sorte huls spin kunne drive kraftigere udstrømninger. Dette kildemateriale kan komme fra gas eller fra resterne af en stjerne, der er revet i stykker af det sorte huls tyngdekraft, hvis den stjerne vandrer for tæt på Sgr A*.
"Jets drevet og kollimeret af en galakses roterende centrale sorte hul kan dybt påvirke gasforsyningen til en hel galakse, hvilket påvirker, hvor hurtigt og endda om stjerner kan dannes," sagde medforfatter Megan Donahue fra Michigan State University. "Fermi-boblerne, der ses i røntgen- og gammastråler omkring vores Mælkevejs sorte hul, viser, at det sorte hul sandsynligvis var aktivt i fortiden. Måling af vores sorte huls spin er en vigtig test af dette scenarie."
For at bestemme spindet af Sgr A* brugte forfatterne en empirisk baseret teoretisk metode kaldet "outflow-metoden", der beskriver forholdet mellem det sorte huls spin og dets masse, egenskaberne af stoffet nær det sorte hul, og udstrømningsegenskaberne.
Den kollimerede udstrømning producerer radiobølgerne, mens gasskiven, der omgiver det sorte hul, er ansvarlig for røntgenstrålingen. Ved hjælp af denne metode kombinerede forskerne data fra Chandra og VLA med et uafhængigt estimat af det sorte huls masse fra andre teleskoper for at begrænse det sorte huls spin.
"Vi har et særligt syn på Sgr A*, fordi det er det nærmeste supermassive sorte hul til os," sagde medforfatter Anan Lu fra McGill University i Montreal, Canada. "Selvom det er stille lige nu, viser vores arbejde, at det i fremtiden vil give et utroligt kraftfuldt kick til omgivende stof. Det kan ske om tusind eller en million år, eller det kan ske i vores liv."
Undersøgelsen er offentliggjort i tidsskriftet Monthly Notices of the Royal Astronomical Society .
Flere oplysninger: Ruth A Daly et al., Nye sorte hul-spinværdier for Sagittarius A* opnået med udstrømningsmetoden, Monthly Notices of the Royal Astronomical Society (2023). DOI:10.1093/mnras/stad3228
Journaloplysninger: Månedlige meddelelser fra Royal Astronomical Society
Leveret af Chandra X-ray Center
Sidste artikelResultater fra South Pole Telescopes nyt kamera dukker op
Næste artikelAstronomer opdager en ny supernova-rest
Varme artikler
-
Lunar bibliotek for at inkludere fotos, bøger gemt i DNAEt udvalg af billeder indsendt til #MemoriesInDNA-projektet. Kredit:University of Washington Folk, der har indsendt billeder til #MemoriesInDNA-projektet, har udvalgt billeder af familiemedlemmer, -
Astronomer opdager nye galaksehobe, der gemmer sig i almindeligt synDen nyopdagede galaksehob CHIPS1911+4455 har en unik snoet form sammenlignet med andre hurtigt afkølende galaksehobe. Dette billede er taget med Hubble-rumteleskopet. Kredit:NASA/ESA/Hubble Heritage T -
Subaru-teleskopet registrerer det mellem-infrarøde emissionsbånd fra komplekse organiske molekyler…Figur 1:Kometer er uberørte rester fra det tidlige solsystem. Kometer er for det meste lavet af is og støv, men er også kendt for at være rige på organiske materialer. Hvis komplekse organiske molekyl -
ALMA afslører usædvanlig sammensætning af den interstellare komet 2I/BorisovKredit:CC0 Public Domain En galaktisk besøgende kom ind i vores solsystem sidste år - den interstellare komet 2I/Borisov. Da astronomer pegede Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) m
- Nyt mandskab og ny forskning i Antarktis
- Fysikere viser, at fejlkorrigering i realtid i kvantekommunikation er mulig
- LS2-rapport:CERNs ældste accelerator vågner
- Forståelse af de rumlige og tidsmæssige dimensioner af landskabsdynamik
- Forskere overvinder flaskehalse ved fremstilling af kvanteprikker
- iRobots Roomba vil snart være ejet af Amazon, hvilket rejser spørgsmål om privatlivets fred