Röntgen-„Lichtechos“ signalisieren den Ausbruch des zentralen Schwarzen Lochs der Milchstraße – Ars Technica

Vielleicht ist es unrealistisch, ein supermassereiches Schwarzes Loch als „ruhig“ zu bezeichnen. Aber was diese Dinge angeht, ist es im Zentrum unserer Galaxie ziemlich ruhig. Ja, es strahlt so viel Energie aus, dass wir es uns vorstellen können, und manchmal wird es energiereicher, wenn es etwas in der Nähe in Stücke reißt. Aber supermassereiche Schwarze Löcher in anderen Galaxien sorgen für einige der hellsten Phänomene im Universum. Das Objekt im Zentrum der Milchstraße, Sgr A^*Nichts dergleichen; Stattdessen sind die Menschen schon bei der bloßen Aussicht, aus ihrem scheinbaren Schlaf geweckt zu werden, aufgeregt.

Es besteht die Möglichkeit, dass es in der Vergangenheit aktiver war, aber kein Licht vergangener Ereignisse durchquerte die Erde, bevor wir Observatorien hatten, um es zu beobachten. Jetzt vermuten Wissenschaftler jedoch, dass sie Lichtechos gesehen haben, die möglicherweise mit Sgr A in Zusammenhang stehen.^* Der Ausbruch ereignete sich vor etwa 200 Jahren.

Ich suche nach Echos

Hörbare Echos sind einfach das Produkt von Schallwellen, die von einer Oberfläche reflektiert werden. Auch Licht breitet sich als Welle aus und kann von Dingen reflektiert werden. Die Grundidee der Lichtresonanz ist also eine sehr direkte Extrapolation dieser Ideen. Sie mögen belanglos klingen, weil wir im normalen Leben im Gegensatz zu akustischen Echos nie ein Lichtecho spüren – Licht breitet sich so schnell aus, dass alle Echos aus der Welt um uns herum gleichzeitig mit dem Licht selbst eintreffen. Alles ist ununterscheidbar.

Dies ist in astronomischen Entfernungen nicht der Fall. Hier kann es Jahrzehnte dauern, bis das Licht die Distanz zwischen der Quelle und dem reflektierenden Objekt zurücklegt und uns einen Blick in die Vergangenheit gewährt. Die Herausforderung besteht darin, dass Objekte, die Licht von einem anderen Ort reflektieren können, in vielen Fällen ihr eigenes Licht erzeugen. Wir brauchen also eine Möglichkeit, reflektiertes Licht von anderen Quellen zu unterscheiden.

Sergeant A.J^* Es ist von einer Reihe von Materialwolken umgeben, die Licht aussenden und eine mögliche Quelle für Reflexionen darstellen. Aber die beiden Quellen müssen unterschiedliche Polaritäten haben. Und wir haben zufällig ein Instrument im Orbit Polarisierender Röntgenbild-ExplorerDieses ist (wie der Name schon sagt) in der Lage, die Polarisation von Röntgenphotonen zu erfassen. Die Forscher haben das mit den von Ihnen gemachten Fotos kombiniert Chandra-Röntgenobservatoriumdas hochauflösende Bilder des gesamten leuchtenden Materials lieferte, das in der Nähe des Kerns unserer Galaxie gefunden wurde.

Die resultierenden Daten waren eine Kombination aus stationären Quellen – Hintergrund-Röntgenstrahlen sowie Emissionen aus den Wolken des Materials selbst – plus Reflexionen jeglichen Lichts, das vom nahegelegenen Sgr A erzeugt wurde.^*, die im Laufe der Zeit variieren kann. Also erstellten die Astronomen ein Modell, das all das berücksichtigte, einschließlich mehrerer Beobachtungen über die Zeit und Polarisationsinformationen.

Richtiger Ort, richtige Zeit

Das Nettoergebnis des Modells ist ein Polarisationswinkel, der einer der von einer Quelle in Sgr A reflektierten Röntgenquellen entspricht^*. (Man würde erwarten, dass Sgr A^* um einen Winkel von -42 Grad zu erzeugen, während das Modell eine Quelle zwischen -37 und -59 Grad voraussetzt.) Es lieferte auch Informationen über den Zeitpunkt des reflektierten Leuchtens, was darauf hindeutet, dass es mit einem Ereignis übereinstimmte geschah vor 30 oder 200 Jahren.

Aber wie die Forscher hilfreich hervorheben, hatten wir Observatorien, die etwas entdeckt hätten, wenn es 30 Jahre früher passiert wäre. Daher favorisieren sie nachdrücklich 200 Jahre als wahrscheinlichen Zeitpunkt.

Der Ausbruch dürfte astronomisch kurz sein. Basierend auf den Grenzen der Materialmenge, die wahrscheinlich in Sgr A fließt^*rechnen die Forscher damit, dass ein Ereignis mit geringer Leuchtkraft innerhalb von ein bis zwei Jahren eine potenzielle Photoresonanz erzeugen könnte. Liegt der strömende Stoff nahe an der Maximalmenge, dann gilt Sgr A^* Es kann innerhalb weniger Stunden ausreichend Strom produzieren.

Dieses Verhalten steht im Einklang mit der Funktionsweise von Schwarzen Löchern. Ihre Leuchtkraft – technisch gesehen wird die Leuchtkraft durch die Energie bestimmt, die Sie dem Material in unmittelbarer Nähe verleihen – hängt weitgehend davon ab, wie viel Material sie gerade aufnehmen. Wenn das Schwarze Loch in der Milchstraße derzeit ruhig ist, liegt das einfach daran, dass es in seiner Umgebung im Moment nichts zu fressen gibt. Es gibt jedoch keinen Grund zu der Annahme, dass dies immer der Fall ist.

Natur, 2023. DOI: 10.1038 / s41586-023-06064-x (über DOIs).