Galaksimizde süper kütleli kara deliği incelemek

Galaksimizin çekirdeğindeki Sagittarius A*’daki süper kütleli kara delik (SMBH), yalnızca 4,15 milyon güneş kütlesi ile mütevazı bir boyuttadır. Event Horizon Teleskobu (EHT) geçtiğimiz günlerde, parlayan ortamıyla aydınlatıldığı şekliyle dramatik bir milimetre-altı görüntüsünü yayınladı. Pek çok galaksinin bin kat daha büyük nükleer SMBH’leri var, örneğin görüntüsü EHT tarafından 2020’de çekilen M87’nin çekirdeği. Ancak SagA* bize nispeten yakın, sadece yaklaşık yirmi beş bin ışıkyılı ve onun yakınlık, gökbilimcilere SMBH’lerin özelliklerini araştırmak için eşsiz bir fırsat sunuyor.

Gaz ve toz, bir kara deliğin çevresindeki sıcak, disk benzeri ortama yavaşça yığılırken, elektromanyetik spektrum boyunca yayılırlar. Epizodik yığılma ve değişken radyasyon patlamaları, yığılmanın doğasına, kara deliğin karmaşık ortamındaki her olayın boyutları ve konumlarına (torusun içinde mi yoksa yakınında mı? birbirleriyle ve kara deliğin özellikleriyle, örneğin dönüşüyle ​​ilgili. Her dalga boyu kendi bilgisini taşır ve en önemli teşhis araçlarından biri, farklı üretim mekanizmalarının patlamada nerede meydana geldiğini izleyen farklı dalga boylarındaki parlamalar arasındaki zaman farkıdır. Sag A*, 1950’lerdeki keşfinden bu yana radyo dalga boylarında izlenecek kadar yakındır; ortalama olarak Sgr A*, malzemeyi çok düşük bir oranda, yılda birkaç yüzde Dünya kütlesinde biriktirir, ancak değişkenliğin yanı sıra daha dramatik parlamalar üretmek için yeterlidir.

CfA gökbilimcileri Steve Willner, Giovani Fazio, Mark Gurwell, Joe Hora ve Howard Smith ve meslektaşları, Spitzer’deki IRAC kamerasını kullanarak SagA*’nın koordineli, eşzamanlı yakın-kızılötesi, X-ışını ve milimetre-altı gözlemlerinin bir zamanlama analizini tamamladılar. Chandra X-ışını gözlemevi, NuSTAR görevi, ALMA ve Çok Büyük Teleskop Girişimölçer üzerindeki GRAVITY aleti; kampanya, karmaşık görev planlaması ve çeşitli veri kümelerinin azaltılmasını gerektirdi. 17-26 Temmuz 2019 tarihleri ​​arasında alevlenen olaylar görüldü (maalesef o sırada dağdaki protestolar nedeniyle SMA kapatıldı.) Ekip, 2019 faaliyetinin alışılmadık derecede yüksek bir yığılma oranını yansıttığını belirtiyor. Bazı olayların aynı anda meydana geldiği gözlemlenirken, milimetre altı parlama (ALMA), kızılötesi ve X-ışını parlamalarından (Chandra) yaklaşık 20 dakika sonra ortaya çıktı.

Bilim adamları üç senaryo üzerinde duruyorlar: Bu parlamalardaki kızılötesi ve X-ışını emisyonu, güçlü manyetik alanlarda spiral oluşturan yüklü parçacıklardan kaynaklandı; kızılötesi ve milimetre-altı bu ilk süreçten geldi, ancak kızılötesi fotonlar ışık hızına yakın hareket eden yüklü parçacıklarla çarpıştığında X-ışını emisyonu üretildi; ve son olarak, ilk süreçten yalnızca milimetre altı radyasyonun geldiği ve diğer tüm bantların ikinci tarafından üretildiği. Ne yazık ki, yer tabanlı gözlemler sürekli olamaz ve sonuç olarak milimetre-altı emisyon parlamasının tepe noktasının zamanı gözlemlenmedi, bu da onunla X-ışınları arasındaki herhangi bir zaman gecikmesini tespit etmeyi zorlaştırdı. farklı bir konumdan veya farklı bir süreçten. Ekip, sonuçlarını daha önceki değişkenlik çalışmalarıyla birleştirerek, kızılötesi ve X ışınlarının ikinci süreçten kaynaklandığı ve ardından genişleyen, soğuyan manyetize bir plazmada ilkinden milimetre altı emisyonun geldiği tutarlı bir resim buldu.

Araştırma yayınlandı Astrofizik Dergisi.