Het superzware zwarte gat (SMBH) in de kern van ons melkwegstelsel, Boogschutter A*, is bescheiden in omvang met slechts 4,15 miljoen zonnemassa's. De Event Horizon Telescope (EHT) heeft onlangs een dramatische submillimeterafbeelding ervan vrijgegeven, zoals te zien is verlicht door zijn gloeiende omgeving. Veel sterrenstelsels hebben nucleaire SMBH's die duizend keer groter zijn, bijvoorbeeld de kern van M 87, waarvan de afbeelding in 2020 door de EHT werd gemaakt. Maar SagA* is relatief dicht bij ons, slechts ongeveer vijfentwintigduizend lichtjaar, en zijn nabijheid biedt astronomen een unieke kans om de eigenschappen van SMBH's te onderzoeken.

Terwijl gas en stof langzaam ophopen op de hete, schijfachtige omgeving van een zwart gat, stralen ze uit over het elektromagnetische spectrum. De episodische accretie en variabele stralingsuitbarstingen bieden aanwijzingen voor de aard van de accretie, de afmetingen en locaties van elke gebeurtenis in de complexe omgeving van het zwarte gat (in of nabij de torus? in een deel van de wind?) en hoe de afleveringen zouden kunnen zijn gerelateerd aan elkaar en aan eigenschappen van het zwarte gat, bijvoorbeeld zijn spin. Elke golflengte draagt ​​zijn eigen informatie, en een van de belangrijkste diagnostische hulpmiddelen is het tijdsverschil tussen fakkels op verschillende golflengten die traceren waar in de uitbarsting de verschillende productiemechanismen plaatsvinden. Sag A* is zo dichtbij dat het sinds zijn ontdekking in de jaren vijftig op radiogolflengten is gevolgd; gemiddeld neemt Sgr A* materiaal in een zeer lage snelheid aan, een paar honderdsten van een aardmassa per jaar, maar genoeg om variabiliteit en meer dramatische uitbarstingen te produceren.

CfA-astronomen Steve Willner, Giovani Fazio, Mark Gurwell, Joe Hora en Howard Smith en hun collega's hebben een timinganalyse uitgevoerd van gecoördineerde, gelijktijdige nabij-infrarood-, röntgen- en submillimeterwaarnemingen van SagA* met behulp van de IRAC-camera op Spitzer, de Chandra-röntgenobservatorium, de NuSTAR-missie, ALMA en het GRAVITY-instrument op de Very Large Telescope Interferometer; de campagne vereiste een complexe missieplanning en de reductie van meerdere soorten datasets. Tussen 17 en 26 juli 2019 werden opvlammende gebeurtenissen gezien (helaas werd de SMA op dat moment stilgelegd vanwege protesten op de berg). Het team merkt op dat de activiteit in 2019 een ongewoon hoog accretiepercentage lijkt te weerspiegelen. Hoewel werd waargenomen dat sommige gebeurtenissen gelijktijdig plaatsvonden, verscheen de submillimeterflaring (ALMA) ongeveer 20 minuten na de infrarood- en röntgenstraling (Chandra).

De wetenschappers beschouwen drie scenario's:de infrarood- en röntgenstraling in deze fakkels ontstond door geladen deeltjes die in krachtige magnetische velden spiraliseren; het infrarood en de submillimeter kwamen van dit eerste proces, maar de röntgenstraling werd geproduceerd toen infraroodfotonen in botsing kwamen met geladen deeltjes die met de snelheid van het licht bewogen; en ten slotte dat alleen de submillimeterstraling van het eerste proces kwam en alle andere banden door het tweede werden geproduceerd. Helaas kunnen waarnemingen op de grond niet continu zijn, en als gevolg daarvan werd de tijd van de piek van de submillimeter-emissievlam niet waargenomen, waardoor het moeilijk is om een ​​tijdsvertraging vast te stellen tussen deze en de röntgenstraling die zou kunnen duiden op het ontstaan ​​ervan in een andere locatie of vanuit een ander proces. Het team, dat zijn resultaten combineert met eerdere variabiliteitsstudies, vindt één consistent beeld waarin de infrarood- en röntgenstralen ontstaan ​​via het tweede proces, gevolgd door submillimeteremissie van het eerste in een expanderend, afkoelend gemagnetiseerd plasma.

Het onderzoek is gepubliceerd in The Astrophysical Journal . + Verder verkennen

Variabele emissie van het superzware zwarte gat van de Melkweg