Fyra bilder från tidningen. Under cirka 2 timmar, Sgr A* blossade till 75 gånger det normala, och dubbelt så ljus som någon annan observerad topp. I början, astronomer trodde att de tittade på S-stjärnan SO-2. Kredit:Do et al; 2019.
Även om det svarta hålet i mitten av Vintergatan är ett monster, det är fortfarande ganska tyst. Kallas Skytten A*, den är cirka 4,6 miljoner gånger mer massiv än solen. Vanligtvis, det är en grubblande behemoth. Men forskare som observerar Sgr. A* med Keck-teleskopet såg just dess ljusstyrka blomma till över 75 gånger det normala under några timmar.
Utvidgningen är inte synlig i optiskt ljus. Allt händer i det nära-infraröda, den del av det infraröda spektrumet som är närmast optiskt ljus. Astronomer har tittat på Sgr. A* i 20 år, och även om det svarta hålet har viss variation i sin produktion, denna flammande händelse liknar ingenting som astronomer har observerat tidigare. Denna topp var över dubbelt så ljus som den föregående toppflödesnivån.
Dessa resultat rapporteras i Astrofysiska tidskriftsbrev i en artikel med titeln "Oöverträffad variabilitet av Sgr A* i NIR, " och finns tillgänglig på prepress-webbplatsen arXiv.org. Huvudförfattaren är Tuan Do, en astronom vid UCLA.
Laget såg Sgr. A* blossar vid 75 gånger det normala under en tvåtimmarsperiod den 13 maj. I början, astronomen Tuan Do trodde att de såg en stjärna som heter SO-2 snarare än Sgr. A*. SO-2 är en av en grupp stjärnor som kallas S-stjärnor som kretsar nära det svarta hålet. Astronomer har hållit ett öga på det när det kretsar runt det svarta hålet.
Här är en timelapse av bilder över 2,5 timmar från maj från @keckobservatory av det supermassiva svarta hålet Sgr A*. Det svarta hålet är alltid variabelt, men det här var det ljusaste vi har sett i infraröd hittills. Det var nog ännu ljusare innan vi började observera den kvällen! pic.twitter.com/MwXioZ7twV
— Tuan Do (@quantumpenguin) 11 augusti, 2019
I en intervju med ScienceAlert , Do sa, "Det svarta hålet var så ljust att jag först trodde att det var stjärnan S0-2, för jag hade aldrig sett Sgr A* så ljus. Under de kommande ramarna, fastän, det var tydligt att källan var variabel och måste vara det svarta hålet. Jag visste nästan direkt att det förmodligen var något intressant på gång med det svarta hålet."
Det här är vår bästa bild av ett verkligt svart hål hittills. Det är det supermassiva svarta hålet i mitten av galaxen M87, och det fångades av Event Horizon Telescope (EHT). Det svarta hålet i sig kan faktiskt inte ses så den här bilden är faktiskt av dess händelsehorisont. EHT:s nästa mål är Sgr. A*. Kredit:Event Horizon Telescope Collaboration
Frågan är, vad gjorde Sgr. En sån här flare? Vid denna tidpunkt, astronomer är inte säkra på vad som orsakade flammandet. Sgr. A* har uppvisat blossande förut, bara inte lika ljust. Så att blossa i sig är inte enastående.
Det är troligt att något störde det svarta hålets vanligtvis lugna stadsdel, och det finns åtminstone ett par möjligheter. Den första är faktiskt inte en störning, men en felaktighet i de statistiska modeller som används för att förstå det svarta hålet. Om så är fallet, då behöver modellen uppdateras för att inkludera dessa variationer som "normala" för Sgr. A*.
Gruppen av stjärnor som kretsar nära Sgr. A* kallas S-stjärnor. SO-2 gjorde det närmaste ungefär ett år innan facklingen som observerades i maj 2019. Kredit:Cmglee – Eget arbete, CC BY-SA 3.0
Den andra möjligheten är där saker och ting blir intressanta:Något har förändrats i det svarta hålets grannskap.
Den tidigare nämnda stjärnan SO-2 är en främsta kandidat. Det är en av två stjärnor som närmar sig Sgr. A* i en elliptisk bana. Vart 16:e år, det är närmst. I mitten av 2018 var dess sista närmaste tillvägagångssätt, när det bara var 17 ljustimmar bort från det svarta hålet.
Det är möjligt att SO-2:s nära ansats störde hur materialet strömmar in i Sgr. A*. Det skulle generera den sortens variation och ljusa blossar som astronomer såg i maj, ungefär ett år efter stjärnans närmande.
Men astronomer är inte säkra. SO-2 är inte en särskilt stor stjärna, och det verkar osannolikt att det skulle kunna orsaka den här typen av störningar. Inte bara det, men det är den största av S-stjärnorna som kommer nära Sgr. A*, så det är osannolikt att någon av de andra stjärnorna kan vara orsaken, antingen.
En annan möjlighet är ett gasmoln. Tillbaka 2002, astronomer såg vad de trodde kunde vara ett vätgasmoln som närmade sig centrum av Sgr. A*. Senast 2012, astronomer var mer säkra på att det var ett moln, och den fick namnet G2. De mätte temperaturen på molnet vid 10, 000 grader Kelvin, och kunde mäta dess bana:2013, det skulle färdas tillräckligt nära det svarta hålet för att tidvattenkrafterna skulle slita isär det.
Initialt, astronomer trodde att gas från G2 kunde dras in i Sgr. A*:s accretion disk, och att det skulle blossa ljust när det värmdes upp. Men det hände aldrig. Men det är fortfarande möjligt att dess passage nära det svarta hålet satte igång en kedja av händelser som orsakade eller bidrog till maj 2019 flammande.
En datorsimulerad bild av vätgasmolnet G2 som möter Sgr. A* och sträcks ut. The encounter could have disrupted the usually sedate in-flow of material into the black hole and caused the variability and flaring observed in May, 2019. Credit:M. Schartmann and L. Calcada/ European Southern Observatory and Max-Planck-Institut fur Extraterrestrische Physik
In the final analysis (if there ever is one in science), this flaring may just be the natural result of a variable flow of material into Sgr. A*, which is expected to be lumpy. If that's the case, then we're back to updating the statistical model used to explain the black hole's variability.
The only way to know is to gather more data, not only with the Keck, while the galactic center is still visible at night, but with other telescopes. During the last few months, the galactic center has been visible, and 'scopes like the Spitzer, Chandra, Swift, and ALMA have been watching. These observations across multiple wavelengths should help clarify the situation when they're made available.
