Det finns ett litet, ljust magnetiskt fotobombning av vår galaxs supermassiva svarta hål

Pin
Send
Share
Send

Det finns en ljus magnetar som fotobomberar det supermassiva svarta hålet i mitten av Vintergatan, som frustrerar astronomernas ansträngningar att studera det svarta hålet - kallad Skytten A * - med röntgenteleskop.

SagA * är det närmaste kända supermassiva svarta hålet på jorden. Och även om det är mycket mindre, tystare och ljusare än det nyligen avbildade svarta hålet i mitten av galaxen Messier 87, representerar det fortfarande en av de bästa möjligheterna som astronomer har för att förstå hur svarta hål beter sig och interagerar med sina omgivningar. Men tillbaka 2013 tändes en magnetar - en ultradensstjärna (även kallad en neutronstjärna) insvept i kraftfulla magnetfält - mellan SagA * och jorden, och har sedan dess ruttit med ansträngningar att observera det svarta hålet med röntgen-teleskop .

"Vi tänker på detta som kanske en nedbrytning av neutronstjärnytan, eller någon riktigt våldsam händelse på neutronstjärnan som får den att bli väldigt, väldigt ljus och sedan blekta långsamt med tiden," sa Daryl Haggard, fysiker vid McGill University i Montreal som studerar SagA * och det galaktiska centret.

Magneter är små föremål, en del av en klass av stjärnor som ofta kan jämföras i storlek med ön på Manhattan. Innan den lilla stjärnan tändes, gav den inget tecken på att den ens var där.

2013 förändrades det. Vid den tiden var Haggard en del av ett team som observerade SagA * med hjälp av röntgenteleskopdata för att se hur det svarta hålet skulle interagera med G2 - ett stort, gasformigt föremål som skulle passera mycket nära det svarta hålet. Svarta hål släpper inte ut något ljus, men den heta gasen som kretsar precis utanför deras händelser hoizons gör. SagA *: s omgivande moln glödar vanligtvis bara svagt, men forskare hoppades att när G2 kraschade genom det skulle resultatet bli några intressanta röntgenblixter.

Sedan den 24 april 2013 började en kaskad av överraskande data komma in från sina teleskoper. Det första teleskopet som märkte den plötsliga förändringen var Swift, ett kretslopps NASA-teleskop.

"Vi såg på det supermassiva svarta hålet, försökte ta upp lite av en signatur i röntgenvåglängderna från denna interaktion, och sedan BANG, magnetaren gick av," berättade hon för Live Science och klappade händerna ihop för betoning .

Det var en ljus blixt av röntgenljus. Först trodde astronomer att de såg något nytt och aldrig tidigare skådat beteende från det svarta hålet, möjligen en massiv bloss, sade Haggard. De flesta röntgenobservatorier har inte upplösningen för att skilja mellan två föremål, särskilt med den magnetiska fällningen som är ljust.

De två objekten ligger ganska långt ifrån varandra i fysiska rymden, cirka 2 biljoner mil (3,2 biljoner kilometer) eller en tredjedel av ett ljusår. Teleskop ser regelbundet andra, närmare stjärnor runt det svarta hålet som distinkta föremål. Men det händer att SagA * och magnetar (benämnd SGR 1745-2900) är vinklade så att de ur jordens perspektiv nästan är ovanpå varandra, bara 2,4 arcsekunder isär i himlen. (Hela himlen är 1 296 000 bågsekunder runt.)

De flesta röntgenobservatorier ser dem som ganska mycket ett enda objekt, sade Haggard.

En bild från Swift X-Ray observatorium visar de två röntgenkällorna ser ut som ett enda objekt. (Bildkredit: NASA)

"Ursprungligen var den stora spänningen, 'Heliga ko, SagA * blev bara nötter!' Det skulle ha varit den ljusaste flänsen vi någonsin sett från det supermassiva svarta hålet, sade hon och hänvisade till röntgenstrålningsljuset.

Men den 26 april 2013 plockade NuSTAR, ett annat röntgen-teleskop i NASA-kretsen, något roligt i den ljusa flänsen: ett slags kryssande, pulserande kvalitet till ljuset, med toppar var 3,76 sekunder. Det är inte den typ av beteende de kan förvänta sig från gasmoln runt ett svart hål, även i sitt mest upphetsade tillstånd, sade Haggard.

Tre dagar senare, den 29 april, upplöstes röntgenobservatoriet Chandra, det skarpaste teleskopet i sitt rymd, bilden tillräckligt bra för att se att det faktiskt fanns två röntgenkällor: det ljusa, flimrande nya ljuset och den jämförelsevisare ljusare glöd av gasen runt en lugnande SagA *.

En närbild från Chandra (till höger) visar att när SagA * låg i lugn 2013, det var knappt synligt som några extra fotoner på magnetens övre högra sida. När det svarta hålet blossade, som det gör med jämna mellanrum, var det mer synligt (vänster). (Bildkredit: Chandra X-Ray Observatory)

Som ett team av observatörer rapporterade i The Astrophysical Journal i maj samma år, var pulseringen karakteristisk för en ljus punkt på en snabbt snurrande stjärna som pekade mot och bort från jorden som en uppspänd fyr. Astrofysiker insåg att de såg en magnetar.

"Beroende på ditt perspektiv var det antingen en fullständig smärta eller en helt fantastisk ny upptäckt," sade Haggard.

Med tiden har magnetens glöd försvunnit, om än långsammare än vad som är typiskt. I dessa dagar, sade Haggard, är det ungefär lika i röntgenljusstyrka som glödet i det svarta hålets omgivande heta gas, vilket gör att Chandra lättare kan skilja de två. Ändå, sa hon, ser de lite ut som de två strålkastarna i en bil som är så långt borta att de har börjat smälta in i en. Det är inte lätt för ens Chandra att berätta vilka röntgenfotoner som kommer från den heta gasen runt det svarta hålet, och vilka från magnetaren.

En bild från 2014 visar hur den långsamt dimmande magnetaren tillåter SagA * att kika ut igen. (Bildkredit: Chandra X-Ray Observatory)

För observatörer av det galaktiska centret, sade Haggard, är denna typ av fråga typisk. Det finns ett så tätt, ljust moln med hett material i området, sa hon, att varje observation kräver noggrant sortering av bra data från skräp. Magneten har blivit ännu en frustration för SagA * -observatörer att hantera.

Pin
Send
Share
Send