Czy supermasywna czarna dziura w Drodze Mlecznej zawsze była spokojna?

Naukowcy wskazują, że supermasywna czarna dziura w Drodze Mlecznej słynie z tego, że jest jedną z najspokojniejszych odkrytych dotychczas we Wszechświecie, jednak nowe obserwacje sugerują, że nie zawsze tak było.

.W ramach nowego badania, naukowcy z Michigan State University, dzięki obserwacjom promieniowania rentgenowskiego przeprowadzonym przez teleskop kosmiczny XRISM, odkryli, że Sagittarius A*, supermasywna czarna dziura w Drodze Mlecznej, mogła silnie rozbłysnąć w ciągu ostatnich kilkuset do tysiąca lat. Odkrycie to pomaga lepiej zrozumieć ewolucję supermasywnych czarnych dziur, dostarcza również astronomom informacji na temat historii naszego kosmicznego domu. Badanie zostało opublikowane w serwisie arXiv.

Astronomowie wykonali pomiary promieniowania rentgenowskiego pochodzącego z ogromnej chmury gazu w pobliżu centrum galaktyki. Naukowcy zbadali obłok niezwykle szczegółowo dzięki zdolności teleskopu XRISM do rozróżniania energii poszczególnych fotonów promieniowania rentgenowskiego. Analizy dostarczyły dowodów na to, że chmura świeci w wyniku rozbłysku Sagittarius A*, który miała miejsce w przeszłości.

Supermasywne czarne dziury, są ogromnymi obiektami składającymi niezwykle ściśniętej materii, o masie milionów lub miliardów mas Słońca, są one tak gęste, że nawet światło nie może z nich uciec. Każda duża galaktyka posiada w swoim centrum tego rodzaju obiekt, choć naukowcy nie wiedzą jeszcze, dlaczego.

Wiele supermasywnych czarnych dziur jest jasnych, ponieważ otaczający je gaz nagrzewa się i emituje promieniowanie o wysokiej energii, jednak jak opisują astronomowie Sagittarius A* prawie w ogóle nie świeci. Jest to jedna z najsłabiej świecących czarnych dziur we Wszechświecie, widoczna tylko dlatego, że znajduje się tak blisko Ziemi.

Wokół Sagittarius A* unosi się kilka dużych obłoków molekularnych, które zdaniem badaczy mogą działać jak kosmiczne lustra, odbijając dawne rozbłyski promieniowania rentgenowskiego z czarnej dziury. Poprzednie teleskopy kosmiczne były w stanie je wykryć, ale nie miały wystarczającej rozdzielczości energetycznej, aby zbadać ich dokładną strukturę lub określić, co je wywołało. XRISM dzięki swojej szczegółowości pomógł naukowcom lepiej poznać te struktury.

Badacze wykorzystując większą ostrość przyjrzeli się bliżej dwóm niezwykle wąskim pasmom emisji promieniowania rentgenowskiego pochodzącym z jednego z obłoków molekularnych. Mierząc ich energię i kształty z większą precyzją, byli w stanie określić ruch chmury i dopasować go do wcześniejszych obserwacji radiowych. Zbadali również subtelne cechy widma, aby przetestować dwie teorie dotyczące świecenia chmury.

Nowe obserwacje wykluczyły hipotezę, że odpowiedzialne za to może być promieniowanie kosmiczne, i wykazały, że obłok odbija wyrzut promieniowania rentgenowskiego z Sagittarius A* – jak podkreślają naukowcy, w rzeczywistości jest to „echo świetlne” z przeszłości. Badając inne chmury znajdujące się w różnych odległościach od czarnej dziury, astronomowie mogli odtworzyć oś czasu rozbłysków mających miejsce w przeszłości.

.„Ten niezwykły pomiar pokazuje, jak potężnym narzędziem jest XRISM w odkrywaniu ukrytej historii centrum naszej galaktyki. Dzięki tak wyraźnemu rozdzielczości linii żelaza możemy teraz odczytać przeszłą aktywność centrum galaktyki z niespotykaną dotąd szczegółowością” – podsumowuje Shuo Zhang z Michigan State University.

Oprac. EG