Der er et lille, lyst magnetfotobombe vores Galaxy's supermassive sorte hul

Pin
Send
Share
Send

Der er en lys magnetar, der fotobomberer det supermassive sorte hul i midten af ​​Mælkevejen, frustrerer astronomernes bestræbelser på at studere det sorte hul - kaldet Skytten A * - ved hjælp af røntgen-teleskoper.

SagA * er det nærmeste kendte supermassive sorte hul til Jorden. Og selvom det er langt mindre, mere støjsvage og svagere end det for nylig afbildede sorte hul midt i galaksen Messier 87, repræsenterer det stadig en af ​​de bedste muligheder astronomer har til at forstå, hvordan sorte huller opfører sig og interagerer med deres omgivelser. Men tilbage i 2013 lyser en magnetar - en ultradense stjerne (også kaldet en neutronstjerne) pakket ind i magtfulde magnetfelter - mellem SagA * og Jorden, og lige siden har rodet bestræbelserne på at observere det sorte hul ved hjælp af røntgen-teleskoper .

"Vi tænker på dette som måske en nedbrydning af neutronstjerneoverfladen, eller en virkelig voldelig begivenhed på neutronstjernen, der får den til at blive meget, meget lys og derefter falme langsomt over tid," sagde Daryl Haggard, fysiker ved McGill University i Montreal, der studerer SagA * og det galaktiske center.

Magneter er små genstande, der er en del af en klasse af stjerner, der ofte kan sammenlignes i størrelse med øen på Manhattan. Før den lille stjerne lyste op, gav den ikke noget tegn på, at den engang var der.

I 2013 ændrede det sig. På det tidspunkt var Haggard en del af et team, der observerede SagA * ved hjælp af røntgenteleskopdata for at se, hvordan det sorte hul ville interagere med G2 - et stort, gassigt objekt, der skulle passere meget tæt på det sorte hul. Sorte huller udsender ikke noget lys, men den varme gas, der kredser lige uden for deres begivenhedshoizons. SagA * 's omgivende sky lyser normalt kun svagt, men forskere håbede, at når G2 styrtede igennem, ville resultatet være nogle interessante røntgenstråler.

Derefter den 24. april 2013 begyndte en kaskade af overraskende data at komme ind fra deres teleskoper. Det første teleskop, der bemærkede den pludselige ændring, var Swift, et orbitalt NASA-teleskop.

"Vi så på det supermassive sorte hul, forsøgte at afhente en lille smule af en signatur i røntgenbølgelængderne fra denne interaktion, og så BANG, magneten gik af," fortalte hun Live Science og klappede hænderne sammen om vægt .

Der var en lys blink af røntgenlys. Først troede astronomer, at de så nogle nye og hidtil uset opførsel fra det sorte hul, muligvis en massiv bluss, sagde Haggard. De fleste røntgenobservatorier har ikke opløsningen til at skelne mellem to genstande, især med magnetar, der lyser lysende.

De to objekter ligger ret langt fra hinanden i det fysiske rum, ca. 2 billioner kilometer (3,2 billioner kilometer) eller en tredjedel af et lysår. Teleskoper ser regelmæssigt andre, tættere stjerner omkring det sorte hul som forskellige genstande. Men det er tilfældet, at SagA * og magneten (navngivet SGR 1745-2900) er vinklet sådan, at de fra Jordens perspektiv næsten er ovenpå hinanden, kun 2,4 buer sekund i himlen. (Hele himlen er 1.296.000 buesekunder rundt.)

De fleste røntgenobservatorier ser dem som stort set et enkelt objekt, sagde Haggard.

Et billede fra Swift X-Ray-observatorium viser, at de to røntgenkilder ligner et enkelt objekt. (Billedkredit: NASA)

"Oprindeligt var den store spænding, 'Hellig ko, SagA * gik bare nød!' Det ville have været den lyseste flare, vi nogensinde havde set fra det supermassive sorte hul, ”sagde hun og henviste til røntgenlysets bluss.

Men den 26. april 2013 hentede NuSTAR, et andet NASA-orbitalt røntgendeleskop, noget sjovt i den lyse flare: en slags tikkende, pulserende kvalitet til lyset, med toppe hvert 3.76 sekund. Det er ikke den slags opførsel, de ville forvente af gasskyerne omkring et sort hul, selv i dets mest begejstrede tilstand, sagde Haggard.

Tre dage senere, den 29. april, opløste Chandra X-Ray Observatory, det skarpeste teleskop af sin art i rummet, billedet godt nok til at se, at der faktisk var to røntgenkilder: det lyse, flimrende nye lys og den relativt svagere glød af gassen omkring en stille SagA *.

Et nærbillede fra Chandra (til højre) viser, at da SagA * blev stille i 2013, var det næppe synligt som et par ekstra fotoner på den øverste højre side af magnetar. Når det sorte hul blussede op, som det gør med jævne mellemrum, var det mere synligt (til venstre). (Billedkredit: Chandra X-Ray Observatory)

Som et hold af observatører rapporterede i The Astrophysical Journal i maj samme år, var pulseringen karakteristisk for et lyst punkt på en hurtigt drejende stjerne, der pegede mod og væk fra Jorden som et sped-fyrtårn. Astrofysikere indså, at de så en magnetar.

"Afhængigt af dit perspektiv var det enten en komplet smerte eller en helt fantastisk ny opdagelse," sagde Haggard.

Over tid er magnetens glød falmet, omend langsommere end det er typisk. I disse dage, sagde Haggard, er det omtrent lig med røntgenlysstyrke til glødet i det sorte huls omgivende varme gas, hvilket gør det muligt for Chandra lettere at skelne mellem de to. Stadig, sagde hun, ser de lidt ud som de to forlygter i en bil, der er så langt væk, at de er begyndt at smelte sammen i en. Det er ikke nemt for engang Chandra at fortælle, hvilke røntgenfotoner der kommer fra den varme gas omkring det sorte hul, og hvilke fra magnetar.

Et billede fra 2014 viser, hvordan den langsomt dæmpende magnetar gør det muligt for SagA * at kigge ud igen. (Billedkredit: Chandra X-Ray Observatory)

For observatører af det galaktiske centrum, sagde Haggard, er denne type spørgsmål typisk. Der er en sådan tæt, lys sky af varmt materiale i området, sagde hun, at enhver observation kræver omhyggelig sortering af gode data fra uønsket. Magneten er blevet endnu en frustration for SagA * -observatører at tackle.

Pin
Send
Share
Send