Ανίχνευση της υπερμεγέθους μαύρης τρύπας στην καρδιά του Γαλαξία

Ερευνητές από το Πολιτειακό Πανεπιστήμιο του Μίσιγκαν (MSU) έκαναν πρωτοποριακές ανακαλύψεις σχετικά με την υπερμεγέθη μαύρη τρύπα στο κέντρο του Γαλαξία μας, γνωστή ως Τοξότης Α* (Sgr A*).

Αξιοποίηση δεδομένων ακτίνων Χ μιας δεκαετίας Το τηλεσκόπιο NuSTAR της NASAΑυτά τα αποτελέσματα παρέχουν νέες ιδέες για το μυστηριώδες περιβάλλον που περιβάλλει αυτήν την τεράστια κοσμική οντότητα.

Ανακαλύψτε κρυφές λάμψεις και ηχώ

Η Grace Sanger Johnson, μεταπτυχιακή ερευνήτρια στο Michigan State University, έχει ανακαλύψει εννέα πριν Μη ανιχνεύσιμες εκλάμψεις ακτίνων Χ από Τοξότης Α* Μέσα από προσεκτική ανάλυση δεκαετών δεδομένων. Αυτές οι εκλάμψεις είναι εκρήξεις υψηλής ενέργειας που φωτίζουν την άμεση γειτνίαση της μαύρης τρύπας, μια περιοχή που συνήθως καλύπτεται από σκοτάδι λόγω της τεράστιας δύναμης βαρύτητας από την οποία ούτε καν το φως μπορεί να διαφύγει.

«Έχουμε μια θέση στην πρώτη σειρά για να παρατηρήσουμε αυτό το μοναδικό κοσμικό πυροτέχνημα στο κέντρο του Γαλαξία μας», είπε ο σύμβουλος του Sanger-Johnson, Xu Zhang. Οι εκλάμψεις παρέχουν μια σπάνια ευκαιρία να μελετήσουμε το περιβάλλον μιας μαύρης τρύπας και να κατανοήσουμε καλύτερα τις ακραίες συνθήκες που υπάρχουν εκεί.

Ενώ ο Sanger Johnson εστίασε στο ΔάδεςΟ Jack Ottig, ένας προπτυχιακός ερευνητής στο Honors College στο Πολιτειακό Πανεπιστήμιο του Μίσιγκαν, μελέτησε τις ηχώ ακτίνων Χ που προέρχονται από ένα κοντινό μοριακό νέφος γνωστό ως Γέφυρα. Αυτές οι ηχώ παρέχουν μια ματιά στη δραστηριότητα του Archer A* τους τελευταίους αιώνες.

Εξετάζοντας δεδομένα σχεδόν 20 ετών από Nustar Και το Πολλαπλός καθρέφτης ακτίνων Χ (XMM) της ESA. Στο Παρατηρητήριο του Νεύτωνα, ο Ottig διαπίστωσε ότι η φωτεινότητα του σύννεφου ήταν πιθανώς μια καθυστερημένη αντανάκλαση προηγούμενων εκρήξεων ακτίνων Χ από τον ουρανό. Μαύρη τρύπα.

«Η φωτεινότητα που βλέπουμε είναι πιθανότατα μια καθυστερημένη αντανάκλαση προηγούμενων εκρήξεων ακτίνων Χ από τον Τοξότη Α*», εξήγησε ο Ottig. Αυτή η ανάλυση βοηθά στην ανακατασκευή ενός χρονοδιαγράμματος της προηγούμενης συμπεριφοράς της μαύρης τρύπας, αποκαλύπτοντας ότι ο Τοξότης Α* ήταν σημαντικά πιο ενεργός πριν από περίπου 200 χρόνια.

Η σημασία αυτών των αποτελεσμάτων

Αυτές οι ανακαλύψεις είναι ζωτικής σημασίας για την κατανόηση του δυναμικού περιβάλλοντος στην καρδιά του γαλαξία μας. μαύρες τρύπες Είναι πολύ δύσκολο να μελετηθούν άμεσα λόγω των έντονων βαρυτικών τους πεδίων, τα οποία παραμορφώνουν το φως και άλλα σήματα.

Ωστόσο, μελετώντας τις επιπτώσεις αυτών των πεδίων στη γύρω ύλη, οι επιστήμονες μπορούν να συναγάγουν σημαντικές λεπτομέρειες για αυτά Μαύρη τρύπα δραστηριότητα. Το έργο των Sanger-Johnson και Uttig αποτελεί παράδειγμα αυτής της προσέγγισης, αναδεικνύοντας τις άμεσες και ιστορικές συμπεριφορές του Τοξότη Α*.

«Οι συνεισφορές της Grace και του Jack αποτελούν πηγή μεγάλης υπερηφάνειας», δήλωσε ο Xu Zhang, επίκουρος καθηγητής στο Τμήμα Φυσικής και Αστρονομίας στο Πολιτειακό Πανεπιστήμιο του Μίσιγκαν. “Η δουλειά τους αποτελεί παράδειγμα της δέσμευσης του MSU στην πρωτοποριακή έρευνα και την προώθηση της επόμενης γενιάς αστρονόμων. Αυτή η έρευνα είναι ένα χαρακτηριστικό παράδειγμα του πώς οι επιστήμονες του MSU ξεκλειδώνουν τα μυστικά του σύμπαντος, φέρνοντάς μας πιο κοντά στην κατανόηση της φύσης των μαύρων τρυπών και του δυναμικού περιβάλλοντος στο η καρδιά του γαλαξία μας».

Κατανόηση των εκλάμψεων της μαύρης τρύπας

Οι εκλάμψεις που ανακαλύφθηκαν πρόσφατα είναι δραματικές εκρήξεις φωτός υψηλής ενέργειας που συμβαίνουν όταν… Μαύρη τρύπα Καταπίνει υλικό όπως σύννεφα αερίων ή αστέρια. Αυτές οι εκλάμψεις παρέχουν πολύτιμα δεδομένα σχετικά με τις φυσικές συνθήκες κοντά στον ορίζοντα γεγονότων, το όριο πέρα ​​από το οποίο τίποτα δεν μπορεί να ξεφύγει από τη βαρύτητα της μαύρης τρύπας. πότε Μαύρη τρύπα Όταν καταναλώνεται, το υλικό θερμαίνεται σε ακραίες θερμοκρασίες καθώς επιταχύνεται και σπιράλ προς τα μέσα, εκπέμποντας έντονες ακτίνες Χ και άλλη ακτινοβολία στη διαδικασία. Αυτή η ακτινοβολία είναι αυτό που παρατηρούν οι επιστήμονες με τη μορφή εκλάμψεων.

Δάδες Είναι συνήθως σύντομες, διαρκούν από λίγα λεπτά έως μερικές ώρες, αλλά μπορούν να απελευθερώσουν μια τεράστια ποσότητα ενέργειας κατά τη διάρκεια αυτής της περιόδου. Η ενεργειακή απόδοση αυτών των εκλάμψεων μπορεί να είναι ισοδύναμη με την ενέργεια εκατομμυρίων ήλιων. Η ανάλυση Sanger-Johnson, η οποία περιελάμβανε την εξέταση δεδομένων από το 2015 έως το 2024, αποκάλυψε τα χαρακτηριστικά αυτών των εκλάμψεων, βοηθώντας στη δημιουργία μιας ολοκληρωμένης βάσης δεδομένων για μελλοντική έρευνα. Όλα φωτεινά Παρέχει ένα στιγμιότυπο των δυναμικών διεργασιών που συμβαίνουν κοντά σε μια μαύρη τρύπα και παρέχει ενδείξεις σχετικά με τη συμπεριφορά της συσσωρευόμενης ύλης και τη φυσική του ακραίου περιβάλλοντος.

«Ελπίζουμε ότι χτίζοντας αυτήν την τράπεζα δεδομένων γύρω από εκλάμψεις Sgr A*, εμείς και άλλοι αστρονόμοι μπορούμε να αναλύσουμε τις ιδιότητες αυτών των εκλάμψεων ακτίνων Χ και να συμπεράνουμε τις φυσικές συνθήκες μέσα στο ακραίο περιβάλλον της υπερμεγέθους μαύρης τρύπας», είπε ο Sanger-Johnson. Αυτός είπε. Μελετώντας το χρονοδιάγραμμα, την ένταση και τη συχνότητα αυτών των εκλάμψεων, οι ερευνητές μπορούν να συμπεράνουν λεπτομέρειες σχετικά με τον ρυθμό κατανάλωσης υλικού της μαύρης τρύπας και τη φύση του δίσκου προσαύξησης που την περιβάλλει. Αυτές οι πληροφορίες είναι απαραίτητες για την ανάπτυξη μοντέλων ανάπτυξης και δραστηριότητας μαύρης τρύπας.