就超大品質而言去吧,銀河系中心的那個比較安靜。
但是,即使在所謂的靜止狀態下,人馬座 A* 也容易偶爾打嗝或破裂——現在,天文學家利用 JWST 記錄了它所做的一些我們以前從未見過的事情。
2024 年 4 月 6 日,發出在中紅外線波長觀察到的耀斑,然後是射電耀斑對應物。
儘管人馬座A* 偶爾會噴出耀斑,但這是我們第一次在中紅外線波段捕捉到它——這是黑洞行為之謎中缺失的部分之一,根據天文學家塞巴斯蒂亞諾·馮·費倫伯格(Sebastiano von Fellenberg) 領導的團隊的說法德國馬克斯·普朗克射電天文學研究所。
“Sgr A* 的耀斑在幾個小時內迅速演變和變化,並且並非所有這些變化都能在每個波長上看到,”天體物理學家約瑟夫·米凱爾說史密森天文物理天文台的。
「20 多年來,我們已經知道無線電和近紅外線 (NIR) 範圍內發生的情況,但它們之間的聯繫從未 100% 清晰。這項中紅外線的新觀察填補了這一空白。”
超大質量黑洞是我們所知的宇宙秩序的重要組成部分,也是星系聚集和旋轉的核心。它們的質量範圍從太陽質量的數百萬到數十億倍不等,並表現出一系列的活動水平,從當它們以驚人的速度吞噬物質時,就會變得平靜和靜止。
Sgr A*,位於銀河系中心,計時於,是我們能夠到達的最近的超大質量黑洞。它也處於活動尺度的靜止端,這意味著我們擁有小規模黑洞行為的前排座位,如果它發生在另一個星系中,則太微弱而無法看到。
天文學家一直密切關注銀河系中心在一定波長範圍內記錄其奇怪的光點了解更多關於銀河系中引力最極端的環境。
Sgr A* 的存在創造了一個狂野、動蕩的太空區域,巨大的塵埃環圍繞著超大質量黑洞翻滾。天文學家不知道是什麼導致了該區域的耀斑,但模擬表明,這是最接近黑洞的物質盤中磁場線之間的相互作用。
模擬表明,當兩條磁力線足夠接近時,它們可以以一種釋放大量能量的方式結合在一起,我們可以將其視為同步加速器發射– 沿著磁場線加速的電子所發射的輻射。
但我們無法確定,因為我們沒有對這些耀斑之一進行中紅外觀測。
「因為中紅外線位於亞毫米波(遠紅外線到微波)和近紅外線之間,所以它保守了有關電子作用的秘密,電子必須冷卻才能釋放能量來為耀斑提供動力,”米歇爾解釋說。
“我們的新觀察結果與現有的模型和模擬一致,為我們提供了更強有力的證據來支持耀斑背後的理論。”
使用 JWST 的中紅外線儀器 (MIRI) 收集觀測結果;史密森天文物理觀測站與中央研究院共同運作的亞毫米陣列; NASA 錢德拉 X 射線天文台;以及美國太空總署的核光譜望遠鏡陣列,這是一個位於國際太空站上的伽馬射線天文台。
當 JWST 捕捉到持續約 40 分鐘的耀斑時,他們轉向其他儀器,看看他們可能收集到了什麼。 X 射線和伽馬射線區域沒有被偵測到——可能是因為電子加速度不夠高——但亞毫米陣列捕捉到了滯後於中紅外線大約 10 分鐘的無線電波耀斑。
研究人員表示,這些結果與透過磁重聯、磁湍流或兩者的組合加速的單一冷卻電子群的同步加速器輻射是一致的。然而,還有很多事情我們還不知道——這意味著還有更多的工作要做。
“雖然我們的觀察表明人馬座 A* 的中紅外線發射確實是由冷卻電子的同步加速器發射引起的,但關於磁重聯和人馬座 A* 吸積盤中的湍流還有更多需要了解的地方,”馮費倫伯格 說。
“這是有史以來第一次中紅外線探測,以及亞毫米陣列所觀察到的變化,不僅填補了我們對 Sgr A* 耀斑原因的理解空白,而且還開闢了一條新的重要調查路線。”
該研究發表在美國天文學會第245屆會議。也已被接納為天體物理學雜誌通訊,並且可以在預印本伺服器上使用arXiv。