En ny visualisering ger en exceptionell virtuell resa – komplett med en 360-graders vy – till mitten av vår hemgalax, Vintergatan. Det här projektet, gjorda med hjälp av data från NASA:s Chandra X-ray Observatory och andra teleskop, låter tittarna styra sin egen utforskning av den fascinerande miljön med flyktiga massiva stjärnor och kraftfull gravitation runt det monstersvarta hålet som ligger i mitten av Vintergatan.

Jorden ligger omkring 26, 000 ljusår, eller cirka 150, 000 biljoner mil, från centrum av galaxen. Medan människor inte fysiskt kan resa dit, forskare har kunnat studera denna region genom att använda data från kraftfulla teleskop som kan upptäcka ljus i en mängd olika former, inklusive röntgen och infrarött ljus.

Denna visualisering bygger på infraröd data med European Southern Observatorys Very Large Telescope av 30 massiva stjärnjättar kallade Wolf-Rayet-stjärnor som kretsar inom cirka 1,5 ljusår från mitten av vår galax. Kraftfulla vindar av gas som strömmar från ytan på dessa stjärnor bär några av deras yttre skikt in i det interstellära rymden.

När den utströmmande gasen kolliderar med tidigare utslungad gas från andra stjärnor, kollisionerna producerar chockvågor, liknande ljudbommar, som genomsyrar området. Dessa chockvågor värmer gasen till miljontals grader, vilket gör att den lyser i röntgenstrålar. Omfattande observationer med Chandra i de centrala delarna av Vintergatan har gett kritiska data om temperaturen och fördelningen av denna mångmiljongradiga gas.

Astronomer är intresserade av att bättre förstå vilken roll dessa Wolf-Rayet-stjärnor spelar i det kosmiska grannskapet i Vintergatans centrum. Särskilt, de skulle vilja veta hur stjärnorna interagerar med det galaktiska centrumets mest dominerande invånare:det supermassiva svarta hålet känt som Skytten A* (förkortat Sgr A*). Framstående men ändå osynlig, Sgr A* har en massa som motsvarar cirka fyra miljoner solar.

Galactic Center-visualiseringen är en 360-gradersfilm som fördjupar tittaren i en simulering av mitten av vår galax. Tittaren är på platsen för Sgr A* och kan se cirka 25 Wolf-Rayet-stjärnor (vita, blinkande föremål) som kretsar kring Sgr A* när de kontinuerligt stöter ut stjärnvindar (svart till röd till gul färgskala). Dessa vindar kolliderar med varandra, och sedan en del av detta material (gula blubbar) spiralerar mot Sgr A*. Filmen visar två simuleringar, som var och en börjar omkring 350 år i det förflutna och sträcker sig över 500 år. Den första simuleringen visar Sgr A* i ett lugnt tillstånd, medan den andra innehåller en mer våldsam Sgr A* som driver ut sitt eget material, därigenom stänger du av ansamlingen av klumpat material (gula fläckar) som är så framträdande i den första delen.

Forskare har använt visualiseringen för att undersöka effekterna av Sgr A* på sina fantastiska grannar. När den starka gravitationen hos Sgr A* drar materialklumpar inåt, tidvattenkrafter sträcker ut klumparna när de kommer närmare det svarta hålet. Sgr A* påverkar också sin omgivning genom enstaka utbrott från dess närhet som resulterar i att material drivs bort från det gigantiska svarta hålet, som visas i den senare delen av filmen. Dessa utbrott kan ha effekten att rensa bort en del av gasen som produceras av Wolf-Rayet-vindarna.

Forskarna, ledd av Christopher Russell från det påvliga katolska universitetet i Chile, använde visualiseringen för att förstå förekomsten av tidigare detekterade röntgenstrålar i form av en skiva som sträcker sig cirka 0,6 ljusår utåt från Sgr A*. Deras arbete visar att mängden röntgenstrålar som genereras av dessa kolliderande vindar beror på styrkan hos utbrott som drivs av Sgr A*, och även hur lång tid som har gått sedan ett utbrott inträffade. Starkare och nyare utbrott resulterar i svagare röntgenstrålning.

Informationen från den teoretiska modelleringen och en jämförelse med styrkan av röntgenstrålning som observerades med Chandra ledde till att Russell och hans kollegor bestämde att Sgr A* med största sannolikhet hade ett relativt kraftigt utbrott som startade under de senaste århundradena. Dessutom, deras fynd tyder på att utbrottet från det supermassiva svarta hålet fortfarande påverkar regionen runt Sgr A* även om det slutade för ungefär hundra år sedan.

360-gradersvideon av Galactic Center är idealiskt sett i virtuell verklighet (VR) glasögon, som Samsung Gear VR eller Google Cardboard. Videon kan även ses på smartphones med YouTube-appen. Flytta telefonen runt kokkärl för att visa en annan del av filmen, efterliknar effekten i VR-glasögonen. Till sist, de flesta webbläsare på en dator tillåter också att 360-gradersvideor visas på YouTube. Att se sig omkring, antingen klicka och dra videon, eller klicka på riktningsknappen i hörnet.

Christopher Russell presenterade denna nya visualisering och de relaterade vetenskapliga rönen vid det 231:a mötet med American Astronomical Society i Washington, DC. Några av resultaten är baserade på en artikel av Russell et al publicerad 2017 i Månatliga meddelanden från Royal Astronomical Society . En onlineversion finns här. Medförfattarna till denna artikel är Daniel Wang från University of Massachusetts i Amherst, Mass. och Jorge Cuadra från det påvliga katolska universitetet i Chile. NASA:s Marshall Space Flight Center i Huntsville, Alabama, hanterar Chandra-programmet för NASA:s Science Mission Directorate i Washington. Smithsonian Astrophysical Observatory i Cambridge, Massachusetts, kontrollerar Chandras vetenskap och flygverksamhet.