DENVER - Astronomer såg att ett höghastighetsgasmoln smällde in i saken och sugades in mot Skytten A * - det supermassiva svarta hålet i mitten av Vintergatan - och sedan fick bort i rymden. Nu har noggranna observationer avslöjat hur mycket gasmolnet, som astronomer kallade G2, bromsade efter kollisionen.
Den mätningen berättar för forskare om något viktigt: tätheten för den heta materien som omger Skytten A *, som är det närmaste kända supermassiva svarta hålet på jorden. SkyttenA * (SagA *) är lugn, vilket betyder att den inte sopar upp en enorm skiva med materia och avfyrar strålar. Men det finns fortfarande något hett och glödande runt det som fysiker inte förstår så bra. Kollisionen med G2 erbjuder astronomer en av deras bästa ledtrådar än vad den glödande ringen är gjord av.
"Det var den här dragkraften. Saken blev långsammare," sa Stefan Gillessen, en astronom vid Max Planck Institute for Extraterrestrial Physics i Garching, Tyskland.
G2: s retardation visade att det fanns något väsentligt i omedelbar närhet av det svarta hålet för G2 att krascha igenom, sa Gillessen.
Fysiker upptäckte den avmattningen med hjälp av data från GRAVITY-samarbetet vid Very Large Telescope (VLT) i Chile. GRAVITY förenar infrarött ljus från alla fyra teleskoper i VLT för att göra en extra skarp bild. Det gjorde det möjligt för forskarna en enastående bild av ett objekts närmiss med ett svart hål.
"Så naturligtvis var det kul att titta på, men nu har vi förvandlat det till något användbart", sa Gillessen till Live Science. "Vi har faktiskt uppmätt atmosfären runt ett svart hål vid en radie, vilket var helt otillgängligt tidigare."
G2 är ett konstigt föremål i sig självt: en fyllig massa varm gas som kan ha ett stjärnsystem eller två i centrum, men inte är gravitationellt bundet av något uppenbart, sade Gillessen. Istället flyter den flytande längs en nära, elliptisk bana runt SagA *, och den kommer mycket nära det svarta hålet i ena änden.
Redan 2015 visste forskare att G2 var på väg att ta sin närmaste inställning till det svarta hålet. Och vid den tiden trodde de att det skulle kunna skapa några fyrverkerier genom att falla i själva svarta hålet. Det hände inte, vilket besviken vissa observatörer vid den tiden. Men det gav Gillessen och hans team en chans att göra hastighetsmätningen.
Gillessen och hans kollaboratörer publicerade sin mätning 25 januari i The Astrophysical Journal, och Gillessen presenterade sina resultat vid aprilmötet i American Physical Society i Denver.
De hade misstänkt att G2 skulle kunna sakta ner på grund av ett annat moln, kallad G1. G1 rörde sig redan från det svarta hålet när det upptäcktes, längs en liknande men mindre och långsammare bana till G2. Teamet misstänkte att de två skulle kunna vara länkade, och att G1 rörde sig långsammare eftersom det nyligen hade varit genom ett nära möte med det svarta hålets atmosfär.
Och när G2 slog den glödande ringen som omger SagA *, dämpade den för, men inte riktigt lika mycket. Skillnaden, föreslog forskarna, kan bero på att G1 redan har rensat en väg för sin tvilling. G2, som på grund av sin höga hastighet hade varit på en mer än 300-årig omloppsbana runt det svarta hålet, har nu bromsat ner och befinner sig på en mycket kortare bana, fann de. Det borde ta bara 50 år att gå tillbaka till sin närmaste strategi. Det kommer att falla in i det svarta hålet helt på 2150-talet.
Med hjälp av modeller av kollisionen visade forskarna att denna avmattning antyder en atmosfär av ungefär 4 000 partiklar per kubikcentimeter på ett avstånd som är 1000 gånger radien för det svarta hålets händelseshorisont. Det är mycket mindre tätt än jordens atmosfär, men ändå betydande. Det är data som astrofysiker som modellerar det mörka, tysta svarta hålet i mitten av vår galax kan använda, sa Gillessen. Och SagA * är ett hett ämne just nu. Det är nästa svarta hål som Event Horizon Telescope (EHT), som nyligen producerade den första bilden av svart hål M87, kommer att fånga. Tack vare SagA *: s lugna natur kommer det att vara en mycket annorlunda än det svarta hålet som EHT redan har sett.
Nu vet forskare lite mer om hur dess omedelbara grannskap ser ut.
