Det enorma svarta hålet i mitten av vår galax har en ovanligt stor måltid av interstellär gas och damm, och forskare förstår ännu inte varför.

"Vi har aldrig sett något liknande under de 24 år vi har studerat det supermassiva svarta hålet, sa Andrea Ghez, UCLA professor i fysik och astronomi och medförfattare till forskningen. "Det brukar vara ganska tyst, tråkigt svart hål på en diet. Vi vet inte vad som driver denna stora fest."

En artikel om studien, leds av UCLA Galactic Center Group, som Ghez leder, publiceras idag i Astrofysiska tidskriftsbrev .

Forskarna analyserade mer än 13, 000 observationer av det svarta hålet från 133 nätter sedan 2003. Bilderna samlades in av W.M. Keck Observatory på Hawaii och European Southern Observatory's Very Large Telescope i Chile. Teamet fann att den 13 maj, området precis utanför det svarta hålets "point of no return" (så kallat för att när materia väl kommer in, den kan aldrig undkomma) var dubbelt så ljus som den näst ljusaste observationen.

De observerade också stora förändringar på två andra nätter i år; alla tre av dessa förändringar var "oöverträffade, " sa Ghez.

Ljusstyrkan som forskarna observerade orsakas av strålning från gas och damm som faller in i det svarta hålet; fynden fick dem att fråga om detta var en extraordinär sällsynt händelse eller en föregångare till avsevärt ökad aktivitet.

"Den stora frågan är om det svarta hålet går in i en ny fas - till exempel om tappen har vridits upp och hastigheten av gas som faller ner i det svarta hålets "dränering" har ökat under en längre period - eller om vi just har sett fyrverkerierna från några ovanliga gasklumpar som faller in, sa Mark Morris, UCLA professor i fysik och astronomi och tidningens medförfattare.

Teamet har fortsatt att observera området och kommer att försöka lösa den frågan utifrån vad de ser från nya bilder.

"Vi vill veta hur svarta hål växer och påverkar utvecklingen av galaxer och universum, " sa Ghez, UCLA:s Lauren B. Leichtman och Arthur E. Levine professor i astrofysik. "Vi vill veta varför det supermassiva hålet blir ljusare och hur det blir ljusare."

De nya fynden är baserade på observationer av det svarta hålet – som kallas Skytten A*, eller Sgr A*—under fyra nätter i april och maj vid Keck Observatory. Ljusstyrkan kring det svarta hålet varierar alltid något, men forskarna var häpna över de extrema variationerna i ljusstyrka under den tidsramen, inklusive deras iakttagelser den 13 maj.

"Den första bilden jag såg den natten, det svarta hålet var så ljust att jag först trodde att det var stjärnan S0-2, för jag hade aldrig sett Skytten A* så ljus, " sa UCLA-forskaren Tuan Do, studiens huvudförfattare. "Men det blev snabbt klart att källan måste vara det svarta hålet, vilket var riktigt spännande."

En hypotes om den ökade aktiviteten är att när en stjärna kallad S0-2 närmade sig det svarta hålet sommaren 2018, den lanserade en stor mängd gas som nådde det svarta hålet i år.

En annan möjlighet involverar ett bisarrt objekt känt som G2, vilket med största sannolikhet är ett par binära stjärnor, som närmade sig det svarta hålet 2014. Det är möjligt att det svarta hålet kunde ha tagit bort det yttre lagret av G2, Ghez sa, vilket kan hjälpa till att förklara den ökade ljusstyrkan precis utanför det svarta hålet.

Morris sa att en annan möjlighet är att ljusningen motsvarar bortfallet av stora asteroider som har dragits in i det svarta hålet.

Ingen fara för jorden

Det svarta hålet är cirka 26, 000 ljusår bort och utgör ingen fara för vår planet. Do sa att strålningen måste vara 10 miljarder gånger så stark som vad astronomerna upptäckte för att påverka livet på jorden.

Astrofysiska tidskriftsbrev publicerade också en andra artikel av forskarna, beskriver fläckholografi, tekniken som gjorde det möjligt för dem att extrahera och använda mycket svag information från 24 års data de spelade in från nära det svarta hålet.

Ghez forskargrupp rapporterade den 25 juli i tidskriften Science det mest omfattande testet av Einsteins ikoniska allmänna relativitetsteori nära det svarta hålet. Deras slutsats att Einsteins teori klarade testet och är korrekt, åtminstone för stunden, baserades på deras studie av S0-2 när den gjorde en fullständig bana runt det svarta hålet.

Ghez team studerar mer än 3, 000 stjärnor som kretsar kring det supermassiva svarta hålet. Sedan 2004, forskarna har använt en kraftfull teknik som Ghez hjälpte pionjären, kallad adaptiv optik, som korrigerar de snedvridande effekterna av jordens atmosfär i realtid. Men fläckholografi gjorde det möjligt för forskarna att förbättra data från årtiondet innan adaptiv optik kom in i bilden. Att omanalysera data från dessa år hjälpte teamet att dra slutsatsen att de inte hade sett den nivån av ljusstyrka nära det svarta hålet på 24 år.

"Det var som att göra en LASIK-operation på våra tidiga bilder, "Sade Ghez. "Vi samlade in data för att svara på en fråga och avslöjade utan vidare andra spännande vetenskapliga upptäckter som vi inte förutsåg."