Gaura neagră supermasivă din centrul Căii Lactee șochează din nou! Ce a observat Telescopul Webb?

Folosind Telescopul Spațial James Webb (JWST) al NASA, o echipă de astrofizicieni coordonată de Universitatea Northwestern a obținut cea mai lungă și mai detaliată imagine de până acum cu gaura neagră supermasivă din centrul Căii Lactee. 

Cercetătorii au descoperit că discul învolburat de gaz și praf (sau discul de acreție) care orbitează în jurul găurii negre supermasive centrale, numită Sagittarius A*, emite un flux constant de erupții fără perioade de repaus.

• Ce este ura și de ce apare?
• De ce ne gândim obsesiv la aceleași lucruri noaptea

În timp ce unele explozii sunt pâlpâiri slabe, care durează doar câteva secunde, alte explozii sunt erupții orbitor de luminoase, care se produc zilnic. Există, de asemenea, sclipiri și mai slabe, care apar luni la rând. Nivelul de activitate se manifestă într-o gamă largă de timp – de la scurte intervale la perioade lungi.

Noile descoperiri ar putea ajuta fizicienii să înțeleagă mai bine natura fundamentală a găurilor negre, modul în care acestea interacționează cu mediul înconjurător și dinamica și evoluția propriului nostru cămin galactic.

Studiul este publicat în The Astrophysical Journal Letters.

„Erupțiile sunt așteptate să apară în practic toate găurile negre supermasive, dar gaura noastră neagră este unică”, a declarat Farhad Yusef-Zadeh de la Northwestern, care a condus studiul. „Este mereu plină de activitate și nu pare să ajungă niciodată la o stare de echilibru. Am observat gaura neagră de mai multe ori pe parcursul anilor 2023 și 2024 și am observat schimbări în fiecare observație. Am văzut ceva diferit de fiecare dată, ceea ce este cu adevărat remarcabil. Nimic nu a rămas niciodată la fel”.

Cea mai lungă și mai detaliată imagine de până acum a vidului

Pentru a realiza studiul, Yusef-Zadeh și echipa sa au folosit camera în infraroșu apropiat (NIRCam) a JWST, care poate observa simultan două culori infraroșii pentru perioade lungi de timp. Cu ajutorul instrumentului de imagistică, cercetătorii au observat Sagittarius A* pentru un total de 48 de ore – în intervale de 8 până la 10 ore pe parcursul unui an.

Acest lucru le-a permis oamenilor de știință să urmărească modul în care gaura neagră s-a schimbat de-a lungul timpului. În timp ce Yusef-Zadeh se aștepta să vadă erupții, Sagittarius A* a fost mai activă decât anticipase. Pe scurt: observațiile au dezvăluit focuri de artificii continue de diferite luminozități și durate. Discul de acreție din jurul găurii negre a generat cinci până la șase explozii mari pe zi și mai multe subexplozii mici între ele.

„În datele noastre, am văzut o luminozitate în continuă schimbare, cu bule”, a declarat Yusef-Zadeh. „Și apoi o mare explozie de luminozitate a apărut brusc. Apoi, s-a calmat din nou. Nu am putut găsi un model în această activitate. Ea pare să fie aleatorie. Profilul de activitate al găurii negre a fost nou și interesant de fiecare dată când ne-am uitat la el.”

Deși astrofizicienii nu înțeleg încă pe deplin procesele în joc, Yusef-Zadeh bănuiește că două procese separate sunt responsabile de exploziile scurte și de erupțiile mai lungi. Dacă discul de acreție este un râu, atunci sclipirile scurte și slabe sunt ca niște mici valuri care fluctuează aleatoriu pe suprafața râului. Erupțiile mai lungi și mai luminoase, însă, seamănă mai degrabă cu valurile de maree, cauzate de evenimente mai semnificative, scrie EurekAlert.

Erupții mari și luminoase

Yusef-Zadeh atribuie erupțiile mari și luminoase evenimentelor de reconectare magnetică – un proces în care două câmpuri magnetice se ciocnesc, eliberând energie sub formă de particule accelerate. Călătorind la viteze apropiate de viteza luminii, aceste particule emit rafale luminoase de radiații.

Deoarece NIRCam de la JWST poate observa două lungimi de undă separate (2,1 și 4,8 microni) în același timp, Yusef-Zadeh și colaboratorii săi au putut compara modul în care strălucirea erupțiilor se modifică în funcție de fiecare lungime de undă. Yusef-Zadeh a declarat că, de fapt, captarea luminii la două lungimi de undă este ca și cum ai „vedea în culori în loc de alb și negru”. Observând Sagittarius A* la mai multe lungimi de undă, el a surprins o imagine mai completă și mai nuanțată a comportamentului său.

În mod neașteptat, ei au descoperit că evenimentele observate la lungimea de undă mai mică și-au schimbat luminozitatea cu puțin înaintea evenimentelor de la lungimea de undă mai mare.

Această întârziere a oferit mai multe indicii cu privire la procesele fizice care au loc în jurul găurii negre. O explicație este că particulele pierd energie pe parcursul erupției – pierzând energie mai repede la lungimi de undă mai mici decât la lungimi de undă mai mari. Astfel de schimbări sunt de așteptat în cazul particulelor care evoluează în spirală în jurul liniilor de câmp magnetic.

Vă recomandăm să mai citiți și:

O gaură neagră pare că „trage” cu stele înspre noi din Marele Nor al lui Magellan

Astronomii au observat străfulgerări de raze X de la o gaură neagră supermasivă din apropiere

O gaură neagră supermasivă a fost înclinată de un eveniment misterios

O gaură neagră masivă din Universul timpuriu, surprinsă în timp ce trage „un pui de somn”