X-ray ‘echo’s van licht’-signaal als het centrale zwarte gat van de Melkweg uitbarst – Ars Technica

Misschien is het niet realistisch om een ​​superzwaar zwart gat “stil” te noemen. Maar in termen van deze dingen zijn degenen in het centrum van onze melkweg behoorlijk stil. Ja, het stoot genoeg energie uit om ons het voor te stellen, en soms wordt het energieker als het iets in de buurt aan flarden scheurt. Maar superzware zwarte gaten in andere sterrenstelsels drijven enkele van de helderste fenomenen in het universum aan. Het object in het centrum van de Melkweg, Sgr A^*Niets zoals deze; In plaats daarvan raken mensen opgewonden bij het enkele vooruitzicht om uit hun schijnbare slaap te worden gewekt.

Er is een mogelijkheid dat het in het verleden actiever was, maar geen licht van gebeurtenissen in het verleden doorkruiste de aarde voordat we observatoria hadden om het te zien. Nu suggereren wetenschappers echter dat ze echo’s van licht hebben gezien die mogelijk verband houden met Sgr A.^* De uitbarsting die ongeveer 200 jaar geleden plaatsvond.

Ik zoek echo’s

Hoorbare echo’s zijn simpelweg het product van geluidsgolven die weerkaatsen op een oppervlak. Licht reist ook als een golf en kan door dingen worden weerkaatst. Het basisidee van lichtresonantie is dus een zeer directe extrapolatie van deze ideeën. Ze klinken misschien onbeduidend omdat we, in tegenstelling tot akoestische echo’s, in het normale leven nooit een lichtecho voelen – licht reist zo snel dat eventuele echo’s van de wereld om ons heen tegelijk met het licht zelf aankomen. Alles is niet te onderscheiden.

Dit is niet het geval op astronomische afstanden. Hier kan het tientallen jaren duren voordat het licht de afstanden tussen de bron en het reflecterende object heeft overbrugd, waardoor we een glimp in het verleden kunnen opvangen. De uitdaging is dat objecten die licht van ergens anders kunnen weerkaatsen in veel gevallen vaak hun eigen licht produceren. We hebben dus een manier nodig om gereflecteerd licht te onderscheiden van andere bronnen.

Sergeant A.J^* Het is omgeven door een aantal wolken materiaal die licht uitstralen en een mogelijke bron van reflecties zijn. Maar de twee bronnen moeten van verschillende polariteit zijn. En we hebben toevallig een instrument in een baan om de aarde Polariserende X-ray Imaging Explorer, is dit in staat (zoals de naam al doet vermoeden) de polarisatie van röntgenfotonen te detecteren. De onderzoekers combineerden dat met de foto’s die je maakte Chandra röntgenobservatoriumdie afbeeldingen met een hoge resolutie opleverde van al het gloeiende materiaal dat in de buurt van de kern van ons sterrenstelsel werd gevonden.

De resulterende gegevens waren een combinatie van stationaire bronnen – achtergrondröntgenstralen, evenals emissies van de wolken van het materiaal zelf – plus reflecties van licht geproduceerd door nabijgelegen Sgr A.^*, die in de loop van de tijd kan variëren. Dus bouwden de astronomen een model dat daar allemaal rekening mee hield, inclusief meerdere waarnemingen in de loop van de tijd en polarisatie-informatie.

Juiste plaats juiste tijd

Het nettoresultaat van het model is een polarisatiehoek die overeenkomt met een van de röntgenbronnen die worden gereflecteerd door een bron in Sgr A^*. (Je zou Sgr A^* om een ​​hoek van -42 graden te produceren, terwijl volgens het model de bron tussen -37 en -59 graden moet zijn.) Het gaf ook informatie over de timing van de gereflecteerde gloed, wat suggereert dat het consistent was met een gebeurtenis die gebeurde 30 of 200 jaar geleden.

Maar, zoals de onderzoekers behulpzaam aangeven, we hadden observatoria die iets zouden hebben ontdekt als het 30 jaar eerder was gebeurd. Ze geven dus sterk de voorkeur aan 200 jaar als de waarschijnlijke timing.

De fakkel is waarschijnlijk astronomisch kort. Gebaseerd op de limieten van de hoeveelheid materiaal die waarschijnlijk in Sgr A zal stromen^*, berekenen de onderzoekers dat een gebeurtenis met weinig licht binnen een tot twee jaar een potentiële fotoresonantie kan veroorzaken. Als de stromende substantie dicht bij de maximale hoeveelheid ligt, dan Sgr A^* Het kan binnen een paar uur voldoende stroom produceren.

Dit soort gedrag komt overeen met de manier waarop zwarte gaten werken. Hun helderheid – technisch gezien wordt de helderheid aangedreven door de energie die je geeft aan het materiaal direct in de buurt – hangt grotendeels af van hoeveel materiaal ze op dat moment binnenkrijgen. Als het zwarte gat in de Melkweg momenteel stil is, komt dat simpelweg omdat er momenteel niets te eten in de buurt is. Maar er is geen reden om aan te nemen dat dit altijd het geval is.

Natuur, 2023. DOI: 10.1038 / s41586-023-06064-x (over DOI’s).