En blixtsnabb ljusshow från Vintergatans centrala svarta hål

 

Bild https://webbtelescope.org

Det supermassiva svarta hålet i mitten av Vintergatan antas vara anledningen till en nyligen sedd ljusshow. Med hjälp av NASA:s James Webb Space Telescope har ett team av astrofysiker samlat in den längsta och mest detaljerade glimten hittills av det "tomrum" som finns i centrum av vintergatan och som antas innehålla ett svart hål.

Astrofysiker vid Northwestern University i Illinois fann att den virvlande skivan av gas och stoft (ackretionsskivan) som kretsar runt det centrala supermassiva svarta hålet, kallat Sagittarius A*, sänder ut en konstant ström av ljusutbrott. Aktivitetsnivån sker över ett brett spektrum av tidsperioder - från korta mellanspel till långa tidsperioder. Medan vissa utbrott är svagt ljusflimmer som varar några sekunder är andra utbrott bländande ljusa utbrott som sker dagligen. Det finns också svagare ljussken som ökar och minskar långsamt i tidsperioder av månader.

De nya upptäckterna kan hjälpa fysiker att bättre förstå den grundläggande naturen av svarta hål, hur de får sin energi från sin omgivande miljö och dynamiken och utvecklingen i vintergatan.

Även om astrofysiker ännu inte helt förstår de processer som pågår, misstänker Yusef-Zadeh vid Northwestern University i Illinois vilken var den som ledde studien att två separata processer är anledningen till de korta och de längre utbrotten. Han antar att mindre störningar i ackretionsskivan sannolikt genererar det svaga flimmert av ljus. Specifikt kan turbulenta fluktuationer i skivan komprimera plasma (het, elektriskt laddad gas) för att orsaka en tillfällig explosion av strålning. Yusef-Zadeh liknar dessa händelser som då soleruptioner sker.

"Det liknar hur solens magnetfält samlas ihop, komprimeras och sedan bryter ut i en soleruption", förklarar han. Processerna är naturligtvis mer dramatiska eftersom miljön runt ett svart hål är mycket mer energirik och mycket mer extrem. Men solens yta sjuder även den av aktivitet.

Yusef-Zadeh tillskriver de stora, ljusstarka utbrotten som tillfälliga magnetiska omkopplingshändelser. En process där två magnetfält kolliderar och frigör energi i form av accelererade partiklar. Dessa partiklar färdas med hastigheter nära ljusets och avger då ljusutbrott.

"En magnetisk omkoppling är som en gnista av statisk elektricitet, vilket på sätt och vis också på att det är en 'elektrisk omkoppling'", beskriver Yusef-Zadeh.

Studien publicerades den 18 februari i The Astrophysical Journal Letters.