science >> Wetenschap >  >> Astronomie

Opmerkelijke uitbarstingen vanuit het galactische centrum

Een weergave met meerdere golflengten van het veld rond het galactische centrum van de Melkweg, gezien vanaf de röntgenstraal (blauw) door het infrarood (rood). Astronomen hebben opflakkeringen gemeten op meerdere golflengten afkomstig van het superzware zwarte gat in het centrum. Credit:Röntgenfoto:NASA/CXC/UMass/D. Wang et al.; Optisch:NASA/ESA/STScI/D.Wang et al.; IR:NASA/JPL-Caltech/SSC/S.Stolovy

Boogschutter A* (Sgr A*), het superzware zwarte gat in het centrum van ons Melkwegstelsel, is 100 keer dichter bij ons dan elke andere SMBH en daarom een ​​uitstekende kandidaat voor studies over hoe materie uitstraalt als het op zwarte gaten aangroeit. SgrA* wordt al tientallen jaren waargenomen en er zijn snelle fluctuaties gemeld van röntgenstraling tot de nabij-infraroodgolflengten (tussenkomend stof vermindert optische lichtsignalen met een factor van meer dan een biljoen) en bij submillimeter- en radiogolflengten. Het modelleren van de mechanismen van lichtvariabiliteit is een directe uitdaging voor ons begrip van accretie op SMBH's, maar men denkt dat correlaties tussen flare-timing op verschillende golflengten informatie over de ruimtelijke structuur zouden kunnen onthullen, bijvoorbeeld als heter materiaal zich in een kleinere zone dichter bij het zwarte gat bevindt. Een van de belangrijkste belemmeringen voor vooruitgang is het gebrek aan gelijktijdige waarnemingen op meerdere golflengten.

CfA-astronomen Giovanni Fazio, Joe Hora, Steve Wilner, Matt Ashby, Mark Gurwell en Howard Smith en een team van collega's voerden een reeks monitoringcampagnes op meerdere golflengten uit, waaronder de IRAC-camera aan boord van de Spitzer Space Telescope en het Chandra X-ray Observatory, evenals de Keck-telescoop op de grond en de Submillimeter Array. Spitzer was in staat om de fluctuaties van het zwarte gat gedurende 23,4 uur continu te volgen tijdens elke sessie, iets waartoe geen enkel observatorium op de grond in staat is, en iets dat wetenschappers op betrouwbare wijze in staat stelt om langzame trends te herkennen (in tegenstelling tot korte uitbarstingen).

Computationele modellering van de emissie uit de buurt van een zwart gat is een complexe onderneming waarbij onder meer moet worden gesimuleerd hoe het materiaal aangroeit, hoe het wordt verwarmd en uitstraalt, en (aangezien dit alles dicht bij een mogelijk roterend zwart gat gebeurt) hoe de algemene relativiteitstheorie voorspelt dat de straling voor verre waarnemers zal verschijnen. Theoretici vermoeden dat emissie met kortere golflengte dichterbij komt en koelere emissie verder weg, met de eerstgenoemde eerst geproduceerd en de laatstgenoemde daarna. Een tijdsvertraging kan daarom de afstand tussen deze zones weerspiegelen, en inderdaad eerdere reeksen waarnemingen, sommigen van hetzelfde team, vond bewijs dat heet, nabij-infrarood affakkelen ging vooraf aan de submillimeter-opflakkeringen die door de SMA werden waargenomen. In hun nieuwe krant de wetenschappers rapporteren over twee fakkels die blijkbaar deze en andere eerdere patronen schenden:de eerste gebeurtenis vond gelijktijdig plaats op alle golflengten; in het tweede geval de röntgenfoto, nabij-infrarood en submillimeter flares allemaal binnen een uur na elkaar ingeschakeld, niet helemaal gelijktijdig maar toch onverwacht dichtbij. De nieuwe waarnemingen zullen worden uitgebreid met toekomstige gelijktijdige campagnes, en zal theoretici helpen hun nog steeds vrij speculatieve reeks keuzes te verfijnen.