Det er en bittesmå, lyse magnetiske fotobombering av Galaxys supermassive, sorte hull

Pin
Send
Share
Send

Det er en lys magnetar som fotograferer det supermassive sorte hullet i midten av Melkeveien, og frustrerer astronomenes innsats for å studere det sorte hullet - kalt Skytten A * - ved hjelp av røntgen-teleskoper.

SagA * er det nærmeste kjente supermassive sorte hullet på jorden. Og selv om det er langt mindre, roligere og dimmere enn det nylig avbildede sorte hullet i sentrum av galaksen Messier 87, representerer det fortsatt en av de beste mulighetene astronomene har for å forstå hvordan sorte hull oppfører seg og samhandler med sine omgivelser. Men tilbake i 2013 lyste en magnetar - en ultradense stjerne (også kalt en nøytronstjerne) pakket inn i kraftige magnetfelt - mellom SagA * og Jorden, og har siden den gang tullet med forsøk på å observere det sorte hullet ved hjelp av røntgen-teleskoper .

"Vi tenker på dette som kanskje en knusing av nøytronstjernes overflate, eller som en virkelig voldelig hendelse på nøytronstjernen som får den til å bli veldig, veldig lys og deretter falme sakte over tid," sa Daryl Haggard, fysiker ved McGill University i Montreal som studerer SagA * og det galaktiske senteret.

Magneter er små gjenstander, en del av en klasse med stjerner som ofte kan sammenlignes i størrelse med Manhattan øya. Før den lille stjernen tente på ga den ikke noe tegn på at den selv var der.

I 2013 endret det seg. På den tiden var Haggard en del av et team som observerte SagA * ved hjelp av røntgenteleskopdata for å se hvordan det sorte hullet ville samhandle med G2 - et stort, gassig objekt som skulle passere veldig nær det sorte hullet. Svarte hull sender ikke ut noe lys, men den varme gassen som går i bane rett utenfor hendelseshissene deres. SagA * 's omkringliggende sky skinner vanligvis bare svakt, men forskere håpet at når G2 krasjet gjennom det ville resultatet være noen interessante røntgenglimt.

Da den 24. april 2013 startet en kaskade med overraskende data fra teleskopene deres. Det første teleskopet som la merke til den plutselige endringen var Swift, et kretsløpende NASA-teleskop.

"Vi så på det supermassive sorte hullet, prøvde å plukke opp litt av en signatur i røntgenbølgelengdene fra dette samspillet, og så gikk BANG, magnetar," sa hun til Live Science og klappet hendene sammen for vektlegging .

Det var et sterkt glimt av røntgenlys. Først trodde astronomer at de så noen ny og enestående oppførsel fra det sorte hullet, muligens en massiv bluss, sa Haggard. De fleste røntgenobservatorier har ikke oppløsningen til å skille mellom to gjenstander, spesielt med magnetarens fakling som lyser.

De to objektene ligger ganske langt fra hverandre i fysisk rom, omtrent 2 billioner kilometer (3,2 billioner kilometer), eller en tredjedel av et lysår. Teleskoper ser regelmessig andre, nærmere stjerner rundt det sorte hullet som tydelige gjenstander. Men det hender at SagA * og magnetar (kalt SGR 1745-2900) er vinklet slik at de fra jordens perspektiv nesten er på toppen av hverandre, bare 2,4 arcsekunder fra hverandre på himmelen. (Hele himmelen er 1.296.000 buesekunder rundt.)

De fleste røntgenobservatorier ser dem som ganske mye et enkelt objekt, sa Haggard.

Et bilde fra Swift X-Ray observatorium viser at de to røntgenkildene ser ut som et enkelt objekt. (Bildekreditt: NASA)

"Til å begynne med var den store spenningen: 'Hellig ku, SagA * ble bare nøtt!' Det ville vært den lyseste blusset vi noen gang hadde sett fra det supermassive svarte hullet, "sa hun og refererte til blusset fra røntgenlys.

Men 26. april 2013 plukket NuSTAR, et annet røntgen-teleskop fra NASA, opp noe morsomt i den lyse blusset: en slags tikkende, pulserende kvalitet til lyset, med topper hvert 3.76 sekund. Det er ikke den slags oppførsel de kan forvente fra gassskyene rundt et svart hull, selv i sin mest begeistrede tilstand, sa Haggard.

Tre dager senere, 29. april, løste Chandra X-Ray Observatory, det skarpeste teleskopet i sitt slag i verdensrommet, bildet nok til å se at det faktisk var to røntgenkilder: det lyse, flimrende nye lyset, og den relativt dimmere gløden av gassen rundt en stille SagA *.

Et nærbilde fra Chandra (til høyre) viser at da SagA * var i ro i 2013, var det knapt synlig som noen få ekstra fotoner på øvre høyre side av magnetar. Da det sorte hullet blusset ut, som det gjør med jevne mellomrom, var det mer synlig (til venstre). (Bildekreditt: Chandra X-Ray Observatory)

Som et team av observatører rapporterte i The Astrophysical Journal i mai samme år, var pulseringen karakteristisk for et lyspunkt på en raskt spinnende stjerne som pekte mot og bort fra Jorden som et oppkjørt fyr. Astrofysikere skjønte at de så en magnetar.

"Avhengig av ditt perspektiv, var det enten en fullstendig smerte eller en helt fantastisk ny oppdagelse," sa Haggard.

Over tid har magnetarens glød falmet, om enn saktere enn det som er vanlig. I disse dager, sa Haggard, handler det omtrent i røntgenlysstyrken til gløden i det sorte hullets omliggende varme gass, slik at Chandra lettere kan skille de to. Likevel, sa hun, ser de litt ut som de to frontlyktene i en bil som er så langt borte at de har begynt å blande seg i en. Det er ikke lett for engang Chandra å fortelle hvilke røntgenfotoner som kommer fra den varme gassen rundt det sorte hullet, og hvilke fra magnetar.

Et bilde fra 2014 viser hvordan den sakte-dempende magnetaren lar SagA * kikke ut igjen. (Bildekreditt: Chandra X-Ray Observatory)

For observatører av det galaktiske senteret, sa Haggard, er denne typen spørsmål typisk. Det er en så tett, lys sky av varmt materiale i området, sa hun, at enhver observasjon krever nøye sortering av gode data fra søppel. Magneten er blitt bare en frustrasjon til for SagA * -observatører å takle.

Pin
Send
Share
Send