Der sker meget i centrum af vores galakse. I det mindbøjende kvarter, hvor fysiklove strækkes ud over forståelse, har astronomer opdaget en ring med kold gas.
Skytten A-Star eller Sag. A * er kort sagt 26.000 lysår fra Jorden og er cirka 4 millioner gange mere massiv end vores sol. Al den masse betyder overvældende tyngdekraft trækker materiale mod A *. Men inden materiale suges ind over udluftningshorisonten, ligger det i en roterende beskyttelsesdisk.
Astronomer har vidst alt om dette i et stykke tid. Sag. A * er en lys røntgenkilde, fordi materialet på disken komprimeres og opvarmes, hvilket får det til at frigive røntgenstråler. Det er ikke bare opvarmet; det er superopvarmet til 10 millioner grader Celsius (18 millioner grader Fahrenheit.) Røntgenobservatorier i rummet har været i stand til at se alt dette ned til cirka en tiendedel lysår fra selve hullet.
Men der er også en enorm mængde “kold” brintgas inden for et par lysår efter hullet. Denne gas er kun kold i sammenligning med den anden gas. Det er omkring 10.000 grader Celsius (18.000 grader Fahrenheit.) Hvilket bidrag til det sorte hulmiljø, som denne køligere gas gjorde, var ukendt. Indtil nu alligevel.
”Vi håber, at disse nye ALMA-observationer vil hjælpe det sorte hul med at opgive nogle af dets hemmeligheder.”
Elena Murchikova, hovedforfatter af papiret, astrofysiker ved Institut for avanceret undersøgelse i Princeton, New Jersey.
Nu har en ny undersøgelse ved hjælp af Atacama Large Millimeter / Sub-Millimeter Array (ALMA) givet os vores første billede af denne kolde krop af gas. Deres papir, der detaljerede dette arbejde, vises i den 6. juni nummer af Nature. Sådan gjorde de det.
Der er tilstrækkelig stråling nær centrum af galaksen til at få hydrogenatomer til at miste deres elektroner. Derefter genvinder de dem igen i en løbende cyklus. Når de gør det, frigiver rekombinationen energi i et bestemt millimeterbølgelængdesignal. Dette signal kan køre hele vejen til Jorden med meget lidt signaltab.
ALMA er en meget fin maskine, kraftfuld og følsom, og den er i stand til at indstille dette specifikke signal. Astronomer brugte denne magt og følsomhed til at fremstille det første billede af disken med kølig gas i en afstand af kun en hundredeedel af et lysår fra Sag. EN*. Deres observationer lader astronomer kortlægge placeringen af denne sky og også for at spore dens bevægelse. De målte også størrelsen af brintskyen, og den indeholder cirka en tiendedel af Jupiters masse eller en ti tusindedel af solen.
”Vi var de første til at forestille sig denne undvigende disk og studere dens rotation.”
Elena Murchikova, hovedforfatter af papiret, astrofysiker ved Institut for avanceret undersøgelse i Princeton, New Jersey.
Doppler-effekten kommer også i spil. Når signalet fra brintrekombinationen bevæger sig til Jorden, skifter dets frekvens til den blåere del af spektret. Ved at kortlægge disse forskydninger kunne astronomerne se, at gasringen drejer rundt om det sorte hul.
Da miljøet omkring et sort hul er så kaotisk, kræver det en masse arbejde at forstå alt, hvad der foregår der. Denne information hjælper forskere med at forstå det miljø, og hvordan et sort hul spiser stof.
”Vi var de første til at forestille sig denne undvigende disk og studere dens rotation,” sagde Elena Murchikova, medlem af astrofysik ved Institute for Advanced Study i Princeton, New Jersey, og hovedforfatter på papiret. ”Vi undersøger også akkretion på det sorte hul. Dette er vigtigt, fordi dette er vores nærmeste supermassive sorte hul. Alligevel har vi stadig ingen god forståelse af, hvordan dens akkretion fungerer. Vi håber, at disse nye ALMA-observationer vil hjælpe det sorte hul med at opgive nogle af dets hemmeligheder. ”
Kilder:
- Pressemeddelelse: Sej, nebuløs ring omkring Mælkevejs supermassive sorte hul
- Forskningsartikel: En cool tiltrædelsesdisk omkring det sorte hul i Galactic Center
- ALMA websted
