Niesamowite rozbłyski w centrum Galaktyki

Zdjęcie pola wokół centrum Drogi Mlecznych w zakresie promieniowania od promieni X (niebieski) do podczerwieni (czerwony). Credit: NASA/CXC/UMass/D.Wang et al/NASA/ESA/STScI/JPL-Caltech/SSC/S. Stolovy

Sagittarius A* (Sgr A*), supermasywna czarna dziura w centrum Drogi Mlecznej znajduje się 100 razy bliżej nas niż jakakolwiek inna SMBH, a tym samym jest najlepszą kandydatką d badania jak materia promieniuje podczas akrecji na czarną dziurę. SgrA* obserwowana jest od dziesięcioleci, tak sam jako gwałtowne fluktuacje widziane w zakresie od promieniowania rentgenowskiego do bliskiej podczerwieni (znajdujący się po drodze pył redukuje promieniowanie optyczne o czynnik biliona) raz w zakresie submilimetrowym i radiowym. Modelowanie mechanizmów zmienności promieniowania jest największym wyzwaniem na drodze do zrozumienia akrecji materii na SMBH. Jednocześnie uważa się, że korelacje między rozbłyskami w różnych zakresach promieniowania mogą dostarczyć nam informacji o strukturze przestrzennej, np. o tym czy gorętsza materia zlokalizowana jest na mniejszym obszarze w bezpośrednim pobliżu czarnej dziury. Jedną z największych przeszkód jest brak danych obserwacyjnych zbieranych w wielu zakresach promieniowania w tym samym czasie.

Astronomowie z Harvardu (CfA) wraz ze współpracownikami przeprowadzili serię kampanii obserwacyjnych w szerokim zakresie promieniowania za pomocą kamery IRAC na pokładzie Kosmicznego Teleskopu Spitzer, Obserwatorium Rentgenowskiego Chandra jak i naziemnym teleskopie Keck oraz Submilimeter Array. Spitzer monitorował fluktuacje czarnej dziury bezustannie przez 23,4 godziny podczas każdej sesji, czego nie może zrobić żadne obserwatorium naziemne, co pozwoliło naukowcom zauważyć wolne trendy.

Obliczeniowe modelowanie emisji z bezpośredniego otoczenia czarnej dziury jest zadaniem złożonym, które oprócz wielu innych wymaga symulowania akrecji materii, jej ogrzewania i promieniowania, oraz (ponieważ wszystko to ma miejsce w pobliżu prawdopodobnie rotującej czarnej dziury) tego jak ogólna teoria względności  twierdzi, że promieniowanie będzie wyglądało dla odległych obserwatorów. Teoretycy podejrzewają że emisja na krótszych falach pochodzi z pobliża czarnej dziury, a chłodniejsza z odleglejszych rejonów, przy czym najpierw emitowana jest ta pierwsza, a potem ta druga. Opóźnienie między nimi może zatem odzwierciedlać odległość między tymi strefami i faktycznie poprzednie  zestawy obserwacji, których część przeprowadzili ci sami naukowcy, odkryły dowody na to, że gorące rozbłyski w podczerwieni poprzedzały rozbłyski submilimetrowe obserwowane za pomocą SMA. W swoim nowym artykule badacze opisują dwa rozbłyski, które przeczą tym i innym poprzednim obserwacjom: pierwszy rozbłysk miał miejsce jednocześnie we wszystkich zakresach promieniowania; w drugim rozbłyski: rentgenowski, w bliskiej podczerwieni i submilimetrowy zarejesrowane zostały w odstępach godzinnych o siebie czyli nie jednocześnie, ale wciąż nieoczekiwanie blisko siebie. Nowe obserwacje będą kontynuowane w trakcie przyszłych jednoczesnych kampanii obserwacyjnych i zapewne pomogą teoretykom zawęzić wciąż bardzo spekulacyjny zestaw możliwości.

Źródło: CfA