Sygnał rentgenowski „echa światła” podczas erupcji centralnej czarnej dziury Drogi Mlecznej – Ars Technica

Być może nazywanie supermasywnej czarnej dziury „cichą” nie jest realistyczne. Ale jeśli chodzi o te rzeczy, te w centrum naszej galaktyki są dość ciche. Tak, emituje tyle energii, że możemy to sobie wyobrazić, a czasami staje się bardziej energetyczny, gdy rozrywa coś w pobliżu na strzępy. Ale supermasywne czarne dziury w innych galaktykach zasilają niektóre z najjaśniejszych zjawisk we wszechświecie. Obiekt w centrum Drogi Mlecznej, Sgr A^*Nic takiego; Zamiast tego ludzie ekscytują się samą perspektywą przebudzenia z pozornego snu.

Istnieje możliwość, że w przeszłości była bardziej aktywna, ale żadne światło z przeszłych wydarzeń nie przemierzało Ziemi, zanim nie mielibyśmy obserwatoriów, które by ją widziały. Teraz jednak naukowcy sugerują, że widzieli echa światła, które mogą być związane z Sgr A.^* Erupcja, która miała miejsce około 200 lat temu.

szukam echa

Słyszalne echa są po prostu produktem fal dźwiękowych odbijających się od jakiejś powierzchni. Światło również porusza się jako fala i może odbijać się od przedmiotów. Tak więc podstawową ideą rezonansu światła jest bardzo bezpośrednia ekstrapolacja tych pomysłów. Mogą wydawać się nieistotne, ponieważ w przeciwieństwie do echa akustycznego, w normalnym życiu nigdy nie odczuwamy echa światła — światło porusza się tak szybko, że wszelkie echa z otaczającego nas świata docierają w tym samym czasie, co samo światło. Wszystko jest nie do odróżnienia.

Nie dotyczy to odległości astronomicznych. Tutaj światło może potrzebować dziesięcioleci, aby pokonać odległości między źródłem a odbijającym obiektem, dając nam wgląd w przeszłość. Wyzwanie polega na tym, że w wielu przypadkach obiekty, które mogą odbijać światło z innego miejsca, często wytwarzają własne światło. Potrzebujemy więc jakiegoś sposobu na odróżnienie odbitego światła od innych źródeł.

Sierżant AJ^* Otacza ją szereg chmur materii, które emitują światło i są możliwym źródłem odbić. Ale te dwa źródła muszą mieć różne bieguny. I tak się składa, że ​​mamy instrument na orbicie, którym jest Eksplorator polaryzacyjnego obrazowania rentgenowskiego, jest w stanie (jak sama nazwa wskazuje) wykrywać polaryzację fotonów rentgenowskich. Naukowcy połączyli to ze zdjęciami, które zrobiłeś Obserwatorium rentgenowskie Chandraktóry dostarczył wysokiej rozdzielczości zdjęć całej świecącej materii znajdującej się w pobliżu jądra naszej galaktyki.

Uzyskane dane były kombinacją źródeł stacjonarnych – promieni rentgenowskich tła, a także emisji z chmur samego materiału – oraz odbić światła wytwarzanego przez pobliski Sgr A.^*, które mogą zmieniać się w czasie. Tak więc astronomowie zbudowali model, który wziął to wszystko pod uwagę, w tym wiele obserwacji w czasie i informacje o polaryzacji.

We właściwym miejscu o właściwym czasie

Wynikiem netto modelu jest kąt polaryzacji odpowiadający jednemu ze źródeł promieniowania rentgenowskiego odbitego od źródła w Sgr A^*. (Można by się spodziewać Sgr A^* aby wytworzyć kąt -42°, podczas gdy model wymaga, aby źródło znajdowało się między -37° a -59°.) Dostarczył również informacji o czasie odbicia rozbłysku, co sugeruje, że było to zgodne ze zdarzeniem które miało miejsce 30 lub 200 lat wcześniej.

Ale, jak pożytecznie zauważają naukowcy, mieliśmy obserwatoria, które wykryłyby coś, gdyby wydarzyło się to 30 lat wcześniej. Dlatego zdecydowanie opowiadają się za 200 latami jako prawdopodobnym czasem.

Sam rozbłysk będzie prawdopodobnie krótki, w kategoriach astronomicznych. W oparciu o ograniczenia ilości materiału, który prawdopodobnie wpłynie do Sgr A^*, naukowcy obliczyli, że zdarzenie o niskiej jasności może wywołać potencjalny fotorezonans w ciągu jednego do dwóch lat. Jeśli płynąca substancja jest bliska maksymalnej ilości, wówczas Sgr A^* Może wytworzyć wystarczającą moc w ciągu kilku godzin.

Tego rodzaju zachowanie jest zgodne ze sposobem działania czarnych dziur. Ich jasność – technicznie rzecz biorąc, jasność jest napędzana energią, którą przekazujesz materiałowi znajdującemu się bezpośrednio w pobliżu – zależy w dużej mierze od tego, ile materiału spożywają w danym momencie. Jeśli czarna dziura w Drodze Mlecznej jest obecnie spokojna, dzieje się tak po prostu dlatego, że w tej chwili wokół niej nie ma nic do jedzenia. Ale nie ma powodu sądzić, że tak jest zawsze.

Natura2023. DOI: 10.1038 / s41586-023-06064-x (o DOI).