Сверхмассивная черная дыра поймана за невиданным ранее действием
Что касается сверхмассивных черных дыр, то та, что находится в центре Млечного Пути, относительно спокойна.
Но даже в предполагаемом спокойном состоянии Стрелец А* склонен к периодической отрыжке или разрыв – и теперь, используя JWST, астрономы зафиксировали, что он делает то, чего мы никогда раньше не видели.
6 апреля 2024 года черная дыра испустила вспышку в среднем инфракрасном диапазоне волн, за которой последовала аналогичная радиовспышка.
Хотя стрелок А* время от времени извергает вспышки, мы впервые запечатлели их в среднем инфракрасном диапазоне – одной из недостающих частей загадки поведения черной дыры. согласно команде под руководством астронома Себастьяно фон Фелленберга из Института радиоастрономии Макса Планка в Германии.
» Вспышка Sgr A* развивается и меняется быстро, в течение нескольких часов, и не все эти изменения можно увидеть на каждой длине волны», — говорит астрофизик Джозеф Майкл из Смитсоновского астрофизического института. Обсерватория.
«Уже более 20 лет мы знаем, что происходит в радио и ближнем инфракрасном диапазоне. (NIR), но связь между ними никогда не была на 100 процентов ясна. Это новое наблюдение в среднем инфракрасном диапазоне заполняет этот пробел.»
Сверхмассивные черные дыры являются важнейшим компонентом упорядочивания Вселенной, какой мы ее знаем, ядра, вокруг которых группируются и вращаются галактики. Их масса варьируется от миллионов до миллиардов раз. Солнца и демонстрируют различные уровни активности: от хищно неистовой, когда они поглощают материю с огромной скоростью, до спокойной и неподвижной.
Sgr A*, расположенный в центре Млечного Пути и имеющий массу 4,3 миллиона солнечных масс, является ближайшей сверхмассивной черной дырой, к которой у нас есть доступ. Она также находится на спокойном конце шкалы активности, а это означает, что в первом ряду мы видим поведение мелких черных дыр, которое было бы слишком слабым, чтобы его можно было увидеть, если бы оно происходило в другой галактике.
Астрономы десятилетиями внимательно наблюдали за центром галактики в различных диапазонах длин волн, чтобы зафиксировать его странные всплески и отрыжки, чтобы узнать больше об активности и динамике принадлежащий самая гравитационно экстремальная среда в галактике Млечный Путь.
Присутствие Sgr A* создает дикую, турбулентную атмосферу область космоса с огромным тором пыли, клубящимся вокруг сверхмассивной черной дыры. Астрономы не знают, что вызывает вспышки в этом регионе, но моделирование предполагает, что это взаимодействие между линиями магнитного поля в диске материала, который наиболее близко вращается вокруг черной дыры.
Когда две силовые линии сближаются достаточно вместе, как предполагает моделирование, они могут объединиться таким образом, что высвободится огромное количество энергии, которую мы можем рассматривать как синхротронное излучение – излучение, испускаемое электронами, ускоряющимися вдоль силовых линий магнитного поля.
Но мы не могли быть уверены, поскольку у нас не было наблюдений ни одной из этих вспышек в среднем инфракрасном диапазоне.
«Поскольку средний инфракрасный диапазон находится между субмиллиметровым [от дальнего инфракрасного до микроволнового диапазона] и ближним инфракрасным диапазоном, он сохранял сокрыты секреты о роли электронов, которые должны охладиться, чтобы высвободить энергию для питания вспышек», — объясняет Михаил.
Наблюдения были собраны с использованием прибора среднего инфракрасного диапазона JWST (MIRI); Субмиллиметровая решетка, которой совместно управляют Смитсоновская астрофизическая обсерватория и Академия Синика; Рентгеновская обсерватория НАСА «Чандра»; и Ядерно-спектроскопический телескоп НАСА, гамма-обсерватория на Международной космической станции.
Когда JWST поймал вспышку, которая длилась около 40 минут, они обратились к другим приборам, чтобы посмотреть, что они могли собрать. В режимах рентгеновского и гамма-излучения не было обнаружено никаких обнаружений (вероятно, потому, что ускорение электронов было недостаточно высоким), но субмиллиметровая решетка уловила вспышку радиоволн, отставающую примерно на 10 минут от среднего инфракрасного диапазона.
Эти результаты, по словам исследователей, согласуются с синхротронным излучением одной популяции охлаждающих электронов, ускоряющихся за счет магнитного поля. пересоединение, магнитная турбулентность или комбинация того и другого. Однако мы еще многого не знаем, а это значит, что предстоит еще много работы.
«Хотя наши наблюдения показывают, что среднее инфракрасное излучение Стрельца А* действительно является результатом синхротронного излучения остывающих электронов, еще многое предстоит понять о магнитном пересоединении и турбулентности в аккреции Стрельца А*. диск», — говорит фон Фелленберг.
«Это первое в истории обнаружение в среднем инфракрасном диапазоне и наблюдаемая изменчивость с субмиллиметровой решеткой не только заполнило пробел в нашем понимании того, что вызвало вспышку в Sgr A*, но и открыло новое направление важных исследований».
Исследование было представлено на 245-й конференции. совещание Американское астрономическое общество. Он также был принят в The Astrophysical Journal Letters и доступен на сервере препринтов arXiv.
