”Vi har aldrig set noget lignende i de 24 år, vi har studeret det supermassive sorte hul. Det er normalt et temmelig roligt, wimpy sort hul på en diæt. Vi ved ikke, hvad der kører denne store fest. ”
Kunstnerens koncept om et objekt kaldet S0-2, der kredser om vores Mælkevejs supermassive sorte hul. Astronomer sporet dette objekt i årevis i håb om at fange det falder over hullets begivenhedshorisont. Det faldt ikke ind, men dens tætte tilgang i 2018 kan være en af grundene til det sorte huls voksende appetit nu. Billede via Nicolle Fuller / National Science Foundation.
UCLA-astronomer meddelte den 11. september 2019, at de i maj sidste år fangede det supermassive sorte hul i midten af vores Melkevejsgalakse med et usædvanligt stort måltid af interstellar gas og støv. De fangede festen den 13. maj (selvom det naturligvis skete for ca. 25.000 år siden tidligere, da galaksen centrum er ca. 25.000 lysår væk). Hvad de så var dette. Det sorte hul - kaldet Skytten A *, udtalt Skytten A-stjerne - blev ekstremt lys i maj 2019 og voksede 75 gange så lyst i et par timer. Endnu lige nu forstår forskerne endnu ikke hvorfor. Hvorfor blev området lige uden for det sorte huls begivenhedshorisont - dets punkt uden tilbagevenden - pludselig lysere? Hvad indtog den, og hvorfor på det tidspunkt?
Astronom Tuan Do er hovedforfatter af ny forskning, der beskriver denne begivenhed, der blev offentliggjort 11. september i Astrofysiske tidsskriftsbreve. Han producerede også timelapse i tweeten nedenfor, der viser lysstyrkeændringerne ved Sgr A *. Andrea Ghez, fra UCLA Galactic Center Group, er co-senior forfatter i det nye papir. Hun sagde:
Vi har aldrig set noget lignende i de 24 år, vi har studeret det supermassive sorte hul. Det er normalt et temmelig roligt, wimpy sort hul på en diæt. Vi ved ikke, hvad der kører denne store fest.
I en erklæring sagde forskerne også, at de:
... analyserede mere end 13.000 observationer af det sorte hul fra 133 nætter siden 2003. Billederne blev samlet af W. M. Keck-observatoriet på Hawaii og Det Europæiske Sydlige Observations meget store teleskop i Chile. Holdet fandt, at den 13. maj var området lige uden for det sorte huls 'point of no return' (så kaldet fordi når materien først kommer ind, det aldrig kan undslippe) var dobbelt så lyst som den næste lyseste observation.
De observerede store ændringer to andre nætter i år; alle tre af disse ændringer var 'hidtil uset', sagde Ghez.
De sagde, at lysstyrken omkring det sorte hul altid varierer noget, men de ekstreme variationer i lysstyrke, der blev observeret i år, efterlod dem "bedøvede."
Så hvad sker der?
I en absolut forstand kan den øgede lysstyrke på et par nætter i 2019 forklares med stråling fra gas og støv, der falder ned i det sorte hul. En hypotese om den øgede aktivitet er, at når en stjerne kaldet S0-2 nærmede sin nærmeste tilgang til det sorte hul i løbet af sommeren 2018, lancerede den en stor mængde gas, der nåede det sorte hul i år. Tuan Do, undersøgelsens hovedforfatter, sagde:
Det første billede, jeg så den nat, det sorte hul var så lyst, at jeg oprindeligt tog fejl af det for stjernen S0-2, fordi jeg aldrig havde set Skytten A * så lyst. Men det blev hurtigt klart, at kilden måtte være det sorte hul, hvilket var virkelig spændende.
En anden mulighed involverer et bizart objekt kendt som G2, som sandsynligvis er et par binære stjerner, der gjorde sin nærmeste tilgang til det sorte hul i 2014. Det er muligt, at det sorte hul kunne have fjernet det ydre lag af G2, sagde Ghez, hvilket kunne hjælpe med at forklare den øgede lysstyrke lige uden for det sorte hul.
Morris sagde, at en anden mulighed er, at lysningen svarer til bortgangen af store asteroider, der er trukket ind i det sorte hul.
Spørgsmålet for astronomer er, hvad betyder denne aktivitet? Er det simpelthen en ekstraordinær ental begivenhed, eller er det en forløber for en markant øget aktivitet for Sgr A *? Mark Morris, UCLA-professor i fysik og astronomi, er en anden forfatter på papiret. Han sagde:
Det store spørgsmål er, om det sorte hul er på vej ind i en ny fase - for eksempel hvis tappen er slået op og mængden af gas, der falder ned i det sorte hul 'dræn', er steget i en længere periode - eller om vi lige har set fyrværkeri fra et par usædvanlige klatter med gas, der falder ind.
Holdet har fortsat med at observere området. De siger, at de vil forsøge at løse spørgsmålet baseret på, hvad de ser fra nye billeder. Ghez sagde:
Vi vil vide, hvordan sorte huller vokser og påvirker udviklingen af galakser og universet. Vi vil vide, hvorfor det supermassive hul bliver lysere, og hvordan det bliver lysere.
For øvrig kommenterede disse astronomer:
Det sorte hul er omkring 26.000 lysår væk og udgør ingen fare for vores planet. Do sagde, at strålingen skulle være 10 milliarder gange så lys som hvad astronomerne opdagede for at påvirke livet på Jorden.
Astrofysiske tidsskriftsbreve offentliggjorde også en anden artikel af forskerne, der beskrev speckleholografi, den teknik, der gjorde det muligt for dem at udtrække og bruge meget svage oplysninger fra 24 års data, de registrerede fra nær det sorte hul.
Ghezs forskerteam rapporterede den 25. juli i tidsskriftet Videnskab den mest omfattende test af Einsteins ikoniske generelle relativitetsteori nær det sorte hul. Deres konklusion om, at Einsteins teori bestod testen og er korrekt, i det mindste for nu, var baseret på deres undersøgelse af S0-2, da det udgjorde en komplet bane omkring det sorte hul.
Ghez's team sagde det:
… Studerer mere end 3.000 stjerner, der kredser rundt om det supermassive sorte hul. Siden 2004 har forskerne brugt en magtfuld teknologi, som Ghez hjalp pioner, kaldet adaptiv optik, som korrigerer de forvrængende effekter af Jordens atmosfære i realtid. Men speckleholografi gjorde det muligt for forskerne at forbedre dataene fra tiåret, før adaptiv optik kom i spil. Reanalyserende data fra disse år hjalp teamet med at konkludere, at de ikke havde set det lysniveau i nærheden af det sorte hul på 24 år.
Ghez sagde:
Det var som at lave LASIK-operation på vores tidlige billeder. Vi indsamlede dataene for at besvare et spørgsmål og afslørede serendipitøst andre spændende videnskabelige opdagelser, som vi ikke forventede.