Czarna dziura w sercu naszej galaktyki jest prawdziwym imprezowym zwierzęciem, bez końca dmuchającym kosmiczne bąbelki. Odkrycia wcale nie są frywolne i mogą pomóc nam lepiej zrozumieć, w jaki sposób czarne dziury oddziałują ze środowiskiem i pomagają ewoluować galaktyki.
Za pomocą James Webb Space Telescope (JWST), naukowcy odkryli, że Droga MlecznaCentralne Supermasywna czarna dziuraW Strzelca a* (Sgr a*), stale się strumieni flary bez wytchnienia. Aktywność występuje w szerokim zakresie czasu, w tym krótkie przerywniki i długie odcinki.
Podczas gdy niektóre flary są zwykłe słabe migotania trwające zaledwie kilka sekund, każdego dnia Sgr A* wyrzuca znacznie jaśniejsze i bardziej energiczne flary. Ponadto niektóre z najsłabszych rozbłysków mogą wściekać się przez wiele miesięcy.
„Oczekuje się, że flary zdarzają się w zasadzie wszystkich supermasywnych czarnych dziur, ale nasze Czarna dziura jest wyjątkowy, „lider zespołu i badacz uniwersytetu w północno-zachodniej części Farhad Yusef-Zade powiedział w oświadczeniu.” Zawsze bulgocze z aktywnością i nigdy nie wydaje się osiągać stanu ustalonego. Zaobserwowaliśmy czarną dziurę wiele razy w 2023 i 2024 roku i zauważyliśmy zmiany w każdej obserwacji.
„Za każdym razem widzieliśmy coś innego, co jest naprawdę niezwykłe. Nic nigdy nie pozostało takie samo”.
Kosmiczne fajerwerki w sercu Drogi Mlecznej
Zespół użył aparatu w bliskiej podczerwieni JWST (Nirram) Instrument obserwowania SGR A* przez kilka okresów 8 do 10 godzin w wysokości dwóch dni w ciągu roku. To ujawniło, jak Sgr a* i jego bezpośrednie otoczenie zmienione z czasem.
Yusef-Zadeh i współpracownicy spodziewali się zobaczenia flares, ale środkowa czarna dziura Drogi Mlecznej, która ma masę wokół 4,3 miliona słońcabył bardziej aktywny niż przewidywano, wprowadzając kosmiczne fajerwerki o różnej jasności i czasu trwania przez całą dobę.
Sprawa wokół centralnych supermasywnych czarnych dziur, takich jak SGR A* Forma Spłaszczone chmury gazu i kurzu, zwane ”Dyski akrecyjne. „Zespół widział dysk akrecyjny SGR A* generujący do sześciu razy dziennie, z mniejszymi podkładkami przerywającymi te wybuchy.
„W naszych danych widzieliśmy ciągle zmieniające się, bulgoczące jasność”-powiedział Yusef-Zadeh. „A potem bum! Nagle pojawił się duży wybuch jasności. Potem znów się uspokoił.
„Nie mogliśmy znaleźć wzoru w tej aktywności. Wydaje się, że jest to przypadkowy. Profil aktywności czarnej dziury był nowy i ekscytujący za każdym razem, gdy na niego patrzyliśmy”.
Robienie fal wokół czarnych dziur
Yusef-Zadeh i współpracownicy nie rozumieją jeszcze, jaki proces generuje te rozbłyski wokół Sgr A*. Podejrzewają jednak, że rozbłyski o różnych czasach są spowodowane różnymi mechanizmami.
Porównując dysk akrecyjny z rzeką, krótkie, słabe rozbłyski są podobne do małych losowych fal na powierzchni rzeki spowodowanej niewielkimi zakłóceniami.
. dłużej, jaśniejsze flary, Z drugiej strony są jak fale pływowe i są generowane przez bardziej znaczące zdarzenia na dysku akrecyjnym. Wydarzenia te są wystarczająco mocne, aby kompresować plazmę i wygenerować tymczasowy wybuch promieniowania.
„To podobne do tego, jak Pole magnetyczne Słońca gromadzi razem, kompresuje, a następnie wybucha Flara słoneczna„Wyjaśnił Yusef-Zadeh.” Oczywiście procesy są bardziej dramatyczne, ponieważ środowisko wokół czarnej dziury jest znacznie bardziej energiczne i znacznie bardziej ekstremalne. Ale powierzchnia Słońca również bulgot z aktywnością. ”
Te duże turbulentne zdarzenia i potężne rozbłyski mogą być powiązane z ponownym połączeniem magnetycznym. Dzieje się tak, gdy dwa pola magnetyczne zderzają się i przyspieszają naładowane cząstki do bliskiej Prędkości światła powodując, że emitują jasne wybuchy promieniowania.
Nircam ma możliwość zobaczenia dwóch różne długości fali światła na podczerwień, co pozwoliło zespołowi zaobserwować, jak zmieniła się jasność flares na każdej długości fali. To stworzyło dopracowany obraz zachowania wokół SGR A*, który wywołał kolejny szok.
Okazuje się, że jasność zdarzeń promieniowania krótkiej fali wydawała się zmieniać przed ich odpowiednikami długości długości fali.
„Po raz pierwszy widzieliśmy opóźnienie czasowe pomiarów przy tych długościach fal”-powiedział Yusef-Zadeh. „Obserwowaliśmy te długości fali jednocześnie z NIRCam i zauważyliśmy, że dłuższa długość fali opóźnia się za krótszą ilością o bardzo małą ilość – może kilka sekund do 40 sekund”.
Opóźnienie czasowe wskazuje na zjawiska występujące wokół Sgr a*. Jednym z możliwych wyjaśnień jest to, że przyspieszone cząsteczki tracą energię w miarę ewolucji rozbłysku. Ta utrata energii występuje szybciej przy krótszych długościach fali niż przy dłuższych długościach fal.
Yusef-Zadeh i współpracownicy mają teraz nadzieję, że używają JWST, aby obserwować Sgr A* przez dłuższy czas. Badacz złożył propozycję wykorzystania teleskopu kosmicznego o wartości 10 miliardów dolarów, aby obserwować naszą centralną supermasową czarną dziurę przez nieprzerwane 24 godziny.
„Kiedy patrzysz na tak słabe, płonące wydarzenia, musisz konkurować z hałasem”-podsumował Yusef-Zadeh. „Jeśli możemy obserwować przez 24 godziny, możemy zmniejszyć hałas, aby zobaczyć cechy, których wcześniej nie mogliśmy zobaczyć.
„To byłoby niesamowite. Widzimy również, czy te flary wykazują okresowość (lub powtarzają się), czy też są naprawdę losowe”.
Badania zespołu zostały opublikowane we wtorek (18 lutego) w The Astrophysical Journal Letters.
