En visualisering av simulerad blossande aktivitet och moln av material runt det supermassiva svarta hålet i det galaktiska centrumet, SagA*. Astronomer som observerar dessa flammande händelser samtidigt vid våglängder från röntgenstrålningen till submillimetern rapporterar bevis på att röntgen- och/eller infraröd flammning kan inträffa cirka 10-30 minuter före submillimeterflossning, vilket överensstämmer med en klass av teoretiska modeller. Kredit:ESO, Gfycat
Det supermassiva svarta hålet (SMBH) i vår galax kärna, Sagittarius A*, är blygsamt i storlek med endast 4,15 miljoner solmassor. Event Horizon Telescope (EHT) släppte nyligen en dramatisk submillimeterbild av den upplyst av sin glödande miljö. Många galaxer har nukleära SMBHs som är tusen gånger större, till exempel kärnan i M87, vars bild togs av EHT 2020. Men SagA* är relativt nära oss, bara cirka tjugofem tusen ljusår, och dess Närhet ger astronomer en unik möjlighet att undersöka egenskaperna hos SMBH.
När gas och damm långsamt samlas på ett svart håls omgivande heta, skivliknande miljö strålar de ut över det elektromagnetiska spektrumet. Den episodiska ackretionen och variabla strålningsskurarna ger ledtrådar till arten av ackretionen, dimensionerna och platserna för varje händelse i det svarta hålets komplexa miljö (i eller nära torus? i någon del vinden?), och hur episoderna kan vara relaterade till varandra och till egenskaperna hos det svarta hålet, dess spinn till exempel. Varje våglängd bär på sin egen information, och ett av de viktigaste diagnostiska verktygen är tidsskillnaden mellan flares vid olika våglängder som spårar var i utbrottet de olika produktionsmekanismerna uppstår. Sag A* är tillräckligt nära för att den har övervakats vid radiovåglängder sedan upptäckten på 1950-talet; i genomsnitt samlar Sgr A* upp material i en mycket låg hastighet, några hundradelar av en jordmassa per år, men tillräckligt för att producera variabilitet och mer dramatiska flammor.
CfA-astronomerna Steve Willner, Giovani Fazio, Mark Gurwell, Joe Hora och Howard Smith och deras kollegor har slutfört en tidsanalys av koordinerade, samtidiga nära-infraröda, röntgen- och submillimeterobservationer av SagA* med hjälp av IRAC-kameran på Spitzer, Chandra röntgenobservatorium, NuSTAR-uppdraget, ALMA och GRAVITY-instrumentet på Very Large Telescope Interferometer; kampanjen krävde komplex uppdragsplanering och minskning av flera typer av datauppsättningar. Blossande händelser sågs mellan 17-26 juli 2019 (tyvärr stängdes SMA vid den tiden på grund av protester på berget.) Teamet noterar att 2019 års aktivitet verkar återspegla en ovanligt hög tillväxttakt. Medan vissa av händelserna observerades inträffa samtidigt, uppträdde submillimeter-flamningen (ALMA) ungefär 20 minuter efter de infraröda och röntgensignalerna (Chandra).
Forskarna överväger tre scenarier:den infraröda och röntgenstrålningen i dessa flammor uppstod från laddade partiklar som spiralerade i kraftfulla magnetfält; den infraröda och submillimetern kom från denna första process, men röntgenstrålningen producerades när infraröda fotoner kolliderade med laddade partiklar som rörde sig nära ljusets hastighet; och slutligen, att endast submillimeterstrålningen kom från den första processen och alla andra band producerades av den andra. Tyvärr kan markbaserade observationer inte vara kontinuerliga, och som ett resultat av detta observerades inte tiden för toppen av submillimeterutsläppsflamman, vilket gjorde det svårt att fastställa någon tidsfördröjning mellan den och röntgenstrålningen som kan signalera att den uppstår i en annan plats eller från en annan process. Teamet, som kombinerar sina resultat med tidigare variabilitetsstudier, hittar en konsekvent bild där den infraröda och röntgenstrålningen kommer från den andra processen följt av submillimeterstrålning från den första i en expanderande, kylande magnetiserad plasma.
Forskningen publicerades i The Astrophysical Journal . + Utforska vidare
