Rentgenové „ozvěny světla“ signalizují erupci centrální černé díry Mléčné dráhy – Ars Technica

Možná není reálné nazývat supermasivní černou díru „tichou“. Ale pokud jde o tyto věci, ty ve středu naší galaxie jsou docela tiché. Ano, vyzařuje dostatek energie, abychom si to dokázali představit, a někdy se stává energičtější, když roztrhává něco poblíž na kusy. Ale supermasivní černé díry v jiných galaxiích pohánějí některé z nejjasnějších jevů ve vesmíru. Objekt ve středu Mléčné dráhy, Sgr A^*Nic takového; Místo toho se lidé vzrušují při pouhé vyhlídce na probuzení ze zdánlivého spánku.

Existuje možnost, že byl v minulosti aktivnější, ale žádné světlo z minulých událostí neprocházelo Zemí, než bychom měli observatoře, které by to mohly vidět. Nyní však vědci naznačují, že viděli ozvěny světla, které mohou být spojeny s Sgr A.^* Erupce, ke které došlo asi před 200 lety.

Hledám ozvěny

Slyšitelné ozvěny jsou jednoduše produktem zvukových vln odrážejících se od nějakého povrchu. Světlo se také šíří jako vlna a může se od věcí odrážet. Základní myšlenka světelné rezonance je tedy velmi přímou extrapolací těchto myšlenek. Mohou znít bezvýznamně, protože na rozdíl od akustických ozvěny v normálním životě nikdy necítíme světelnou ozvěnu – světlo se šíří tak rychle, že jakákoli ozvěna z okolního světa dorazí ve stejnou dobu jako světlo samotné. Všechno je k nerozeznání.

V astronomických vzdálenostech tomu tak není. Zde může světlu trvat desítky let, než překoná vzdálenosti mezi zdrojem a odrážejícím se objektem, což nám umožní nahlédnout do minulosti. Problémem je, že v mnoha případech objekty, které mohou odrážet světlo odjinud, často produkují své vlastní světlo. Potřebujeme tedy nějaký způsob, jak odlišit odražené světlo od jiných zdrojů.

Seržant A.J^* Je obklopeno množstvím oblaků materiálu, které vyzařují světlo a jsou možným zdrojem odrazů. Ale oba zdroje musí mít různou polaritu. A náhodou máme na oběžné dráze nástroj, což je Polarizační rentgenový zobrazovací průzkumník, tento je schopen (jak jeho název napovídá) detekovat polarizaci rentgenových fotonů. Výzkumníci to spojili s fotografiemi, které jste pořídili rentgenová observatoř Chandrakterá poskytla snímky s vysokým rozlišením veškerého zářícího materiálu nalezeného v blízkosti jádra naší galaxie.

Výsledná data byla kombinací stacionárních zdrojů – rentgenového záření na pozadí, stejně jako emise z mraků samotného materiálu – plus odrazy jakéhokoli světla produkovaného blízkým Sgr A.^*, které se mohou v průběhu času lišit. Astronomové tedy vytvořili model, který to všechno vzal v úvahu, včetně vícenásobných pozorování v průběhu času a polarizačních informací.

Správné místo ve správný čas

Čistým výsledkem modelu je polarizační úhel odpovídající jednomu ze zdrojů rentgenového záření odraženého od zdroje v Sgr A^*. (Čekali byste, že Sgr A^* vytvořit úhel -42 stupňů, zatímco model požaduje, aby zdroj byl mezi -37 a -59 stupni.) Také poskytl informace o načasování záře, která se odrážela, což naznačuje, že to bylo v souladu s událostí, která došlo před 30 nebo 200 lety.

Ale jak vědci užitečně zdůrazňují, měli jsme observatoře, které by něco odhalily, kdyby se to stalo o 30 let dříve. Takže jako pravděpodobné načasování silně upřednostňují 200 let.

Vzplanutí bude pravděpodobně astronomicky krátké. Na základě limitů množství materiálu, který pravděpodobně proudí do Sgr A^*Vědci vypočítali, že událost s nízkou svítivostí by mohla způsobit potenciální fotorezonanci během jednoho až dvou let. Pokud se tekoucí látka blíží maximálnímu množství, pak Sgr A^* Dokáže vyrobit dostatek energie během několika hodin.

Tento druh chování je v souladu se způsobem fungování černých děr. Jejich svítivost – technicky je svítivost řízena energií, kterou odevzdáte materiálu přímo v blízkosti – do značné míry závisí na tom, kolik materiálu v tu chvíli pohltí. Pokud je v současné době černá díra v Mléčné dráze klidná, je to jednoduše proto, že v jejím okolí není momentálně co jíst. Ale není důvod se domnívat, že tomu tak je vždy.

Příroda, 2023. DOI: 10.1038 / s41586-023-06064-x (o DOI).