“Echi di luce” a raggi X segnalano l’eruzione del buco nero centrale della Via Lattea – Ars Technica

Forse non è realistico definire “silenzioso” un buco nero supermassiccio. Ma in termini di queste cose, quelle al centro della nostra galassia sono abbastanza tranquille. Sì, emette abbastanza energia da poterlo immaginare, ea volte diventa più energico mentre fa a brandelli qualcosa nelle vicinanze. Ma i buchi neri supermassicci in altre galassie alimentano alcuni dei fenomeni più luminosi dell’universo. L’oggetto al centro della Via Lattea, Sgr A^*Niente come questi; Invece, le persone si eccitano alla sola prospettiva di essere risvegliate dal loro apparente torpore.

C’è la possibilità che fosse più attivo in passato, ma nessuna luce di eventi passati ha attraversato la Terra prima che avessimo osservatori per vederla. Ora, tuttavia, gli scienziati suggeriscono di aver visto echi di luce che potrebbero essere associati a Sgr A.^* L’eruzione avvenuta circa 200 anni fa.

Cerco echi

Gli echi udibili sono semplicemente il prodotto di onde sonore che si riflettono su una superficie. Anche la luce viaggia come un’onda e può riflettersi sulle cose. Quindi, l’idea di base della risonanza della luce è un’estrapolazione molto diretta di queste idee. Possono sembrare irrilevanti perché, a differenza degli echi acustici, non sentiamo mai un’eco di luce nella vita normale: la luce viaggia così velocemente che qualsiasi eco dal mondo che ci circonda arriva contemporaneamente alla luce stessa. Tutto è indistinguibile.

Questo non è il caso a distanze astronomiche. Qui, la luce può impiegare decenni per attraversare le distanze tra la sorgente e l’oggetto riflettente, dandoci uno sguardo al passato. La sfida è che in molti casi gli oggetti che possono riflettere la luce da qualche altra parte spesso producono luce propria. Quindi abbiamo bisogno di un modo per distinguere la luce riflessa da altre fonti.

Il sergente A.J^* È circondato da una serie di nuvole di materiale che emettono luce e sono una possibile fonte di riflessi. Ma le due fonti devono essere di polarità diverse. E ci capita di avere uno strumento in orbita, che è Esploratore di imaging a raggi X polarizzante, questo è in grado (come suggerisce il nome) di rilevare la polarizzazione dei fotoni dei raggi X. I ricercatori lo hanno combinato con le foto che hai scattato Osservatorio a raggi X di Chandrache ha fornito immagini ad alta risoluzione di tutto il materiale luminoso trovato vicino al nucleo della nostra galassia.

I dati risultanti erano una combinazione di sorgenti stazionarie – raggi X di fondo, nonché emissioni dalle nubi del materiale stesso – oltre a riflessi di qualsiasi luce prodotta dal vicino Sgr A.^*, che possono variare nel tempo. Quindi, gli astronomi hanno costruito un modello che ha tenuto conto di tutto ciò, comprese le osservazioni multiple nel tempo e le informazioni sulla polarizzazione.

Nel posto giusto al momento giusto

Il risultato netto del modello è un angolo di polarizzazione corrispondente a una delle sorgenti di raggi X riflessa da una sorgente in Sgr A^*. (Ti aspetteresti che Sgr A^* per produrre un angolo di -42 gradi, mentre il modello prevede che la sorgente sia compresa tra -37 e -59 gradi.) Forniva anche informazioni sulla tempistica del bagliore che stava riflettendo, suggerendo che fosse coerente con un evento che avvenuta 30 o 200 anni fa.

Ma, come sottolineano utilmente i ricercatori, avevamo osservatori che avrebbero rilevato qualcosa se fosse accaduto 30 anni prima. Quindi, sono fortemente favorevoli a 200 anni come probabile tempistica.

Il bagliore è stato molto probabilmente breve in termini astronomici. Sulla base dei limiti della quantità di materiale che è probabile che confluisca in Sgr A^*, i ricercatori calcolano che un evento a bassa luminosità potrebbe produrre una potenziale fotorisonanza entro uno o due anni. Se la sostanza che scorre è vicina alla quantità massima, allora Sgr A^* Può produrre energia sufficiente in poche ore.

Questo tipo di comportamento è coerente con il modo in cui funzionano i buchi neri. La loro luminosità – tecnicamente la luminosità è guidata dall’energia che impartisci al materiale direttamente nelle vicinanze – dipende in gran parte dalla quantità di materiale che stanno ingerendo in quel momento. Se il buco nero nella Via Lattea è attualmente silenzioso, è semplicemente perché al momento non c’è nulla da mangiare attorno ad esso. Ma non c’è motivo di credere che sia sempre così.

Natura, 2023. DOI: 10.1038/s41586-023-06064-x (sui DOI).