Ved å bruke Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), har astronomer oppdaget tegn på et "hot spot" som går i bane rundt Skytten A*, det sorte hullet i sentrum av galaksen vår. Funnet hjelper oss bedre å forstå det gåtefulle og dynamiske miljøet til vårt supermassive sorte hull.
"Vi tror vi ser på en varm gassboble som glider rundt Skytten A * på en bane som ligner i størrelse som planeten Merkur, men gjør en hel sløyfe på bare rundt 70 minutter. Dette krever en oppblåsende hastighet på omtrent 30 % av lysets hastighet!» sier Maciek Wielgus fra Max Planck Institute for Radio Astronomy i Bonn, Tyskland, som ledet studien publisert i dag i Astronomy & Astrophysics.
Observasjonene ble gjort med ALMA i de chilenske Andesfjellene – et radioteleskop som deles av European Southern Observatory (ESO) – under en kampanje fra Event Horizon Telescope (EHT) Collaboration for å avbilde sorte hull. I april 2017 koblet EHT sammen åtte eksisterende radioteleskoper over hele verden, inkludert ALMA, resulterer i nylig utgitt første bilde av Skytten A*. For å kalibrere EHT-dataene brukte Wielgus og kollegene hans, som er medlemmer av EHT-samarbeidet, ALMA-data registrert samtidig med EHT-observasjonene til Skytten A. Til teamets overraskelse var det flere ledetråder til arten av det sorte hullet skjult i målingene kun for ALMA.
Ved en tilfeldighet ble noen av observasjonene gjort kort tid etter et utbrudd eller bluss av Røntgen energi ble sendt ut fra sentrum av galaksen vår, som ble oppdaget av NASAs Chandra-romteleskop. Slike bluss, som tidligere ble observert med røntgen- og infrarøde teleskoper, antas å være assosiert med såkalte "hot spots", varme gassbobler som går i bane veldig raskt og nær svart hull.
«Det som virkelig er nytt og interessant er at slike bluss så langt bare var tydelig til stede i røntgen- og infrarøde observasjoner av Skytten A*. Her ser vi for første gang en veldig sterk indikasjon på at kretsløpende hot spots også er tilstede i radioobservasjoner.» sier Wielgus, som også er tilknyttet Nicolaus Copernicus Astronomical Centre, Polen og Black Hole Initiative kl. Harvard University, USA.
"Kanskje disse hot spots oppdaget ved infrarøde bølgelengder er en manifestasjon av det samme fysiske fenomenet: ettersom infrarødemitterende hot spots avkjøles, blir de synlige ved lengre bølgelengder, som de observert av ALMA og EHT," legger til Jesse Vos, en PhD-student ved Radboud University, Nederland, som også var involvert i denne studien.
Flaksene ble lenge antatt å stamme fra magnetiske interaksjoner i den svært varme gassen som går i bane veldig nær Skytten A*, og de nye funnene støtter denne ideen. "Nå finner vi sterke bevis for en magnetisk opprinnelse til disse faklene, og våre observasjoner gir oss en pekepinn om geometrien til prosessen. De nye dataene er ekstremt nyttige for å bygge en teoretisk tolkning av disse hendelsene,» sier medforfatter Monika Mościbrodzka fra Radboud University.
ALMA lar astronomer studere polarisert radiostråling fra Sagittarius A, som kan brukes til å avsløre det sorte hullets magnetfelt. Teamet brukte disse observasjonene sammen med teoretiske modeller for å lære mer om dannelsen av hot spot og miljøet det er innebygd i, inkludert magnetfeltet rundt Skytten A. Forskningen deres gir sterkere begrensninger på formen til denne. magnetfelt enn tidligere observasjoner, og hjelper astronomer med å avdekke naturen til vårt sorte hull og dets omgivelser.
Observasjonene bekrefter noen av de tidligere funn gjort av GRAVITY-instrumentet ved ESOs Very Large Telescope (VLT), som observerer i infrarødt. Dataene fra GRAVITY og ALMA antyder begge at fakkelen har sin opprinnelse i en gassklump som virvler rundt det sorte hullet med omtrent 30 % av lysets hastighet i retning med klokken på himmelen, med bane rundt det varme punktet nesten mot ansiktet .
"I fremtiden bør vi være i stand til å spore hot spots på tvers av frekvenser ved å bruke koordinerte multibølgelengdeobservasjoner med både GRAVITY og ALMA - suksessen til et slikt forsøk vil være en sann milepæl for vår forståelse av fysikk av bluss i det galaktiske sentrum» sier Ivan Marti-Vidal ved University of València i Spania, medforfatter av studien.
Teamet håper også å kunne observere de kretsende gassklumpene direkte med EHT, for å sondere stadig nærmere det sorte hullet og lære mer om det. "Forhåpentligvis vil vi en dag være komfortable med å si at vi 'vet' hva som skjer i Skytten A*," konkluderer Wielgus.
Journal Reference
- M. Wielgus, M. Moscibrodzka, J. Vos, Z. Gelles, I. Martí-Vidal, J. Farah, N. Marchili, C. Goddi og H. Messias. Orbital bevegelse nær Sagittarius A* – Begrensninger fra polarimetriske ALMA-observasjoner. Astronomi og astrofysikk. GJØR JEG: 10.1051 / 0004-6361 / 202244493
