Folosind Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), astronomii au observat semne ale unui „punct fierbinte” care orbitează în jurul Săgetătorului A*, gaura neagră din centrul galaxiei noastre. Descoperirea ne ajută să înțelegem mai bine mediul enigmatic și dinamic al găurii noastre negre supermasive.
„Credem că ne uităm la o bulă fierbinte de gaz care se învârte Săgetător A * pe o orbită similară ca mărime cu cea a planetei Mercur, dar făcând o buclă completă în doar aproximativ 70 de minute. Acest lucru necesită o viteză uluitoare de aproximativ 30% din viteza luminii!” spune Maciek Wielgus de la Institutul Max Planck pentru Radio Astronomie din Bonn, Germania, care a condus studiul publicat astăzi în Astronomy & Astrophysics.
Observațiile au fost făcute cu ALMA în Anzii chilieni – un radiotelescop co-deținut de Observatorul European de Sud (ESO) – în timpul unei campanii organizate de Event Horizon Telescope (EHT) Collaboration pentru a vizualiza găurile negre. În aprilie 2017, EHT a conectat împreună opt radiotelescoape existente la nivel mondial, inclusiv SUFLET, rezultând în a lansat recent prima imagine cu Săgetător A*. Pentru a calibra datele EHT, Wielgus și colegii săi, care sunt membri ai EHT Collaboration, au folosit datele ALMA înregistrate simultan cu observațiile EHT ale Săgetător A. Spre surprinderea echipei, au existat mai multe indicii despre natura găurii negre ascunse în măsurătorile numai ALMA.
Din întâmplare, unele dintre observații au fost făcute la scurt timp după o explozie sau erupție Radiografie energie a fost emisă din centrul galaxiei noastre, care a fost observată de telescopul spațial Chandra al NASA. Se crede că aceste tipuri de erupții, observate anterior cu telescoape cu raze X și infraroșu, sunt asociate cu așa-numitele „puncte fierbinți”, bule de gaz fierbinți care orbitează foarte repede și aproape de gaură neagră.
„Ceea ce este cu adevărat nou și interesant este că astfel de erupții au fost până acum prezente în mod clar doar în observațiile cu raze X și în infraroșu ale Săgetătorului A*. Aici vedem pentru prima dată un indiciu foarte puternic că punctele fierbinți care orbitează sunt prezente și în observațiile radio.” spune Wielgus, care este, de asemenea, afiliat la Centrul Astronomic Nicolaus Copernicus, Polonia și la Black Hole Initiative la Universitatea Harvard, STATELE UNITE ALE AMERICII.
„Poate că aceste puncte fierbinți detectate la lungimi de undă în infraroșu sunt o manifestare a aceluiași fenomen fizic: pe măsură ce punctele fierbinți care emit infraroșu se răcesc, ele devin vizibile la lungimi de undă mai mari, precum cele observate de ALMA și EHT.” adaugă Jesse Vos, doctorand la Universitatea Radboud, Olanda, care a fost și el implicat în acest studiu.
S-a crezut mult timp că erupțiile provin din interacțiuni magnetice din gazul foarte fierbinte care orbitează foarte aproape de Săgetător A*, iar noile descoperiri susțin această idee. „Acum găsim dovezi puternice pentru o origine magnetică a acestor erupții, iar observațiile noastre ne oferă un indiciu despre geometria procesului. Noile date sunt extrem de utile pentru construirea unei interpretări teoretice a acestor evenimente. spune co-autorul Monika Mościbrodzka de la Universitatea Radboud.
ALMA le permite astronomilor să studieze emisiile radio polarizate de la Săgetător A, care poate fi folosit pentru a dezvălui câmpul magnetic al găurii negre. Echipa a folosit aceste observații împreună cu modele teoretice pentru a afla mai multe despre formarea punctului fierbinte și mediul în care este încorporat, inclusiv câmpul magnetic din jurul Săgetător A. Cercetările lor oferă constrângeri mai puternice asupra formei acestui câmp magnetic decât observațiile anterioare, ajutând astronomii să descopere natura găurii noastre negre și a împrejurimilor sale.
Observațiile confirmă unele dintre descoperiri anterioare făcute de instrumentul GRAVITY la Very Large Telescope (VLT) al ESO, care observă în infraroșu. Datele de la GRAVITY și ALMA sugerează ambele că erupția are originea într-un pâlc de gaz care se învârte în jurul găurii negre la aproximativ 30% din viteza luminii în sensul acelor de ceasornic pe cer, orbita punctului fierbinte fiind aproape față în față. .
„În viitor, ar trebui să putem urmări punctele fierbinți pe frecvențe folosind observații coordonate cu lungimi de undă multiple atât cu GRAVITY, cât și cu ALMA - succesul unui astfel de efort ar fi o adevărată piatră de hotar pentru înțelegerea noastră a fizică de erupții în centrul galactic”, spune Ivan Marti-Vidal de la Universitatea din València din Spania, coautor al studiului.
Echipa speră, de asemenea, să poată observa în mod direct aglomerările de gaz care orbitează cu EHT, să cerceteze tot mai aproape de gaura neagră și să învețe mai multe despre aceasta. „Sperăm că, într-o zi, ne vom simți confortabil să spunem că „știm” ce se întâmplă în Săgetător A*”, conchide Wielgus.
Referința jurnalului
- M. Wielgus, M. Moscibrodzka, J. Vos, Z. Gelles, I. Martí-Vidal, J. Farah, N. Marchili, C. Goddi și H. Messias. Mișcarea orbitală lângă Săgetător A* – Constrângeri din observațiile ALMA polarimetrice. Astronomie și astrofizică. DOI: 10.1051 / 0004-6361 / 202244493
