För 6 miljoner år sedan, när våra första mänskliga förfäder gjorde sina saker här på jorden, var det svarta hålet mitt i Vintergatan en våldsam plats. Våra medelålders, vilande svarta hål gumlar bara lata på små mängder vätgas i dessa dagar. Men när de första homininerna gick jorden, skytt Skyttar A materia och drev ut gas i hastigheter upp till 1 000 km / sek. (2 miljoner km / h)
Beviset för denna hyperaktiva fas i Skyttens liv, när det var en Active Galactic Nucleus (AGN), kom medan astronomer letade efter något annat: Vintergatan saknade massa.
Det finns ett roligt problem i vår förståelse av vår galaktiska miljö. Det är inte så roligt. Det är faktiskt lite allvarligt om du ser allvar med att förstå universum. Problemet är att vi kan beräkna hur mycket materia vi ska kunna se i vår galax, men när vi letar efter den är den inte där. Detta är inte bara ett problem i Vintergatan, det är också ett problem i andra galaxer. Faktum är att hela universum.
Våra mätningar visar att Vintergatan har en massa som är cirka 1-2 biljoner gånger större än solen. Mörk materia, det mystiska och osynliga hobgoblinet som hemsöker kosmologernas mardrömmar, utgör ungefär fem sjättedelar av denna massa. Vanlig, normal materia utgör den sista sjätte av galaxens massa, cirka 150-300 miljarder solmassor. Men vi kan bara hitta cirka 65 miljarder solmassor av den normala materien, som består av de välkända protonerna, neutronerna och elektronerna. Resten saknas i aktion.
Astrofysiker vid Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics har letat efter den massan och har skrivit upp sina resultat i en ny artikel.
”Vi spelade ett kosmiskt spel med dölja. Och vi frågade oss, var kunde den saknade massan gömma sig? ” säger huvudförfattaren Fabrizio Nicastro, en forskningsassistent vid Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics (CfA) och astrofysiker vid det italienska National Institute of Astrophysics (INAF).
”Vi analyserade arkivröntgenobservationer från rymdfarkosten XMM-Newton och fann att den saknade massan är i form av en miljon graders gasformig dimma som genomsyrar vår galax. Den dimman absorberar röntgenstrålar från mer avlägsna bakgrundskällor, ”fortsatte Nicastro.
Nicastro och de andra forskarna bakom tidningen analyserade hur röntgenstrålarna absorberades och kunde beräkna mängden och fördelningen av normal materia i den dimman. Teamet förlitade sig starkt på datormodeller och på XMM-Newton-uppgifterna. Men deras resultat matchade inte med en enhetlig fördelning av den gasformiga dimman. Istället finns det en tom "bubbla", där det inte är någon gas. Och den bubblan sträcker sig från galaxens centrum två tredjedelar av vägen till jorden.
Vad kan förklara bubblan? Varför skulle den gasformiga dimman inte spridas jämnare genom galaxen?
Att rensa gas från ett stort område skulle kräva en enorm mängd energi, och författarna påpekar att ett aktivt svart hål skulle göra det. De antar att Skytten A var mycket aktiv vid den tiden, både som livnärde sig på att gasen föll in i sig själv och pumpade ut strömmar av het gas på upp till 1000 km / sek.
Det som leder oss till idag, 6 miljoner år senare, när chockvågen orsakad av den aktiviteten har rest 20 000 ljusår och skapat bubblan runt galaxens centrum.
En annan bevisning bekräftar allt detta. Nära det galaktiska centrumet finns en befolkning på 6 miljoner år gamla stjärnor, bildade av samma material som en gång strömmade mot det svarta hålet.
"De olika bevislinjerna binder alla mycket bra," säger Smithsonian medförfattare Martin Elvis (CfA). "Den här aktiva fasen varade i 4 till 8 miljoner år, vilket är rimligt för en kvasar."
Alla siffror matchar också. Gasen står för i teamets modeller och observationer lägger till 130 miljarder solmassor. Det numret lindrar allt ganska snyggt, eftersom den saknade materien i galaxen tros ligga mellan 85 och 235 miljarder solmassor.
Detta är spännande grejer, även om det verkligen inte är det sista ordet om Vintergatan saknas. Två framtida uppdrag, Europeiska rymdorganisationens Athena röntgenobservatorium, planerade för lansering 2028, och NASA: s föreslagna röntgenmätare skulle kunna ge fler svar.
Vem vet? Kanske inte bara kommer vi att lära oss mer om det saknade materialet i Vintergatan och andra galaxer, vi kan också lära oss mer om aktiviteten i mitten av galaxen, och vilka ebbs och flöden den har gått igenom, och hur det har format den galaktiska utvecklingen .
