Kärnan i Vintergalaxen har alltid varit en källa till mysterium och fascination för astronomer. Detta beror delvis på att vårt solsystem är inbäddat i skivan på Vintergatan - det utplattade området som sträcker sig utåt från kärnan. Detta har gjort det svårt att se in i bukten i mitten av vår galax. Men vad vi har kunnat lära oss genom åren har visat sig vara oerhört intressant.
På 1970-talet blev astronomer till exempel medvetna om Supermassive Black Hole (SMBH) i mitten av vår galax, känd som Skytten A * (Sgr A *). 2016 märkte astronomer också en böjd glödtråd som tycktes sträcka sig från Sgr A *. Med hjälp av en banbrytande teknik producerade ett team av astronomer från Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics (CfA) nyligen bilder av högsta kvalitet av denna struktur hittills.
Studien som beskriver deras resultat, med titeln "A Nonthermal Radio Filament Connected to the Galactic Black Hole?", Dök nyligen upp i The Astrophysical Journal Letters. I det beskriver teamet hur de använde National Radio Astronomy Observatory's (NRAO) Very Large Array för att undersöka det icke-termiska radiofilamentet (NTF) nära Skytten A * - nu känt som Sgr A West Filament (SgrAWF).
Som Mark Morris - en professor i astronomi vid UCLA och ledande myndighet studien - förklarade i ett CfA-pressmeddelande:
”Med vår förbättrade bild kan vi nu följa detta glödtråd mycket närmare galaxens centrala svarta hål, och det är nu tillräckligt nära för att indikera för oss att det måste komma här. Men vi har fortfarande mer arbete att göra för att ta reda på vad den här filamentens sanna natur är. ”
Efter att ha undersökt glödtråden kom forskarteamet med tre möjliga förklaringar för dess existens. Den första är att glödtråden är resultatet av inflödande gas, vilket skulle ge ett roterande, vertikalt torn av magnetfält när det närmar sig och gängar Sgr A * 's händelshorisont. Inom detta torn skulle partiklar producera radioutsläpp när de accelereras och spiral i magnetfältlinjer som sträcker sig från det svarta hålet.
Den andra möjligheten är att glödtråden är ett teoretiskt objekt känt som en kosmisk sträng. Dessa är i grunden långa, extremt tunna kosmiska strukturer som bär massa och elektriska strömmar som antas att migrera från galaxcentrumen. I det här fallet kunde strängen ha fångats av Sgr A * när den kom för nära och en del korsade sin händelseshorisont.
Den tredje och sista möjligheten är att det inte finns någon verklig koppling mellan glödtråden och Sgr A * och den positionering och riktning som den har visat är bara sammanfallande. Detta skulle innebära att det finns många sådana trådar i universum och att detta bara hittades nära centrum av vår galax. Teamet är dock övertygat om att ett sådant sammanfall är mycket osannolikt.
Som Jun-Hui Zhao från Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics i Cambridge, och en medförfattare i tidningen, sa:
”En del av spänningen i vetenskapen snubblar över ett mysterium som inte är lätt att lösa. Även om vi inte har svaret än så är vägen till att hitta det fascinerande. Detta resultat motiverar astronomer att bygga nästa generations radioteleskop med banbrytande teknik. ”
Alla dessa scenarier undersöks för närvarande och var och en har sin egen del av implikationerna. Om den första möjligheten är sann - i vilken glödtråden orsakas av att partiklar kastas ut av Sgr A * - skulle astronomer kunna skimta viktig information om hur magnetfält fungerar i en sådan miljö. Kort sagt kan det visa att magnetfält nära en SMBH är ordnade snarare än kaotiska.
Detta kan bevisas genom att undersöka partiklar längre bort från Sgr A * för att se om de är mindre energiska än de som är närmare det. Den andra möjligheten, den kosmiska strängteorin, skulle kunna testas genom att utföra uppföljningsobservationer med VLA för att bestämma om glödtrådens position förändras och dess partiklar rör sig med en bråkdel av ljusets hastighet.
Om det senare skulle visa sig vara fallet skulle det utgöra det första beviset på att teoretiska kosmiska strängar faktiskt finns. Det skulle också göra det möjligt för astronomer att genomföra ytterligare tester av allmän relativitet, undersöka hur gravitationen fungerar under sådana förhållanden och hur rymdtiden påverkas. Teamet noterade också att även om glödtråden inte är fysiskt anslutna till Sgr A *, är krökningen i glödtråden fortfarande ganska talande.
Kort sagt verkar krökningen vara sammanfallande med en chockvåg, den typ som skulle orsakas av en exploderande stjärna. Detta kan betyda att en av de massiva stjärnorna som omger Sgr A * exploderade i närheten av glödtråden tidigare och producerade den nödvändiga chockvågen som förändrade förloppet för den inflödande gasen och dess magnetfält. Alla dessa mysterier kommer att bli föremål för uppföljningsundersökningar genomförda med VLA.
Som medförfattare Miller Goss från National Radio Astronomy Observatory i New Mexico (och en medförfattare på studien) sa: ”Vi kommer att fortsätta jaga tills vi har en solid förklaring till detta objekt. Och vi siktar på att nästa producera ännu bättre, mer avslöjande bilder. ”
