就超大质量而言去吧,银河系中心的那个比较安静。
但是,即使在所谓的静止状态下,人马座 A* 也容易偶尔打嗝或破裂——现在,天文学家利用 JWST 记录了它所做的一些我们以前从未见过的事情。
2024 年 4 月 6 日,发出在中红外波长观察到的耀斑,然后是射电耀斑对应物。
尽管人马座 A* 偶尔会喷出耀斑,但这是我们第一次在中红外波段捕捉到它——这是黑洞行为之谜中缺失的部分之一,根据天文学家塞巴斯蒂亚诺·冯·费伦伯格 (Sebastiano von Fellenberg) 领导的团队的说法德国马克斯·普朗克射电天文学研究所。
“Sgr A* 的耀斑在几个小时内迅速演变和变化,并且并非所有这些变化都能在每个波长上看到,”天体物理学家约瑟夫·米凯尔说史密森天体物理天文台的。
“20 多年来,我们已经知道无线电和近红外 (NIR) 范围内发生的情况,但它们之间的联系从未 100% 清晰。这项中红外的新观察填补了这一空白。”
超大质量黑洞是我们所知的宇宙秩序的重要组成部分,是星系聚集和旋转的核心。它们的质量范围从太阳质量的数百万到数十亿倍不等,并表现出一系列的活动水平,从当它们以惊人的速度吞噬物质时,就会变得平静和静止。
Sgr A*,位于银河系中心,计时于,是我们能够到达的最近的超大质量黑洞。它也处于活动尺度的静止端,这意味着我们拥有小规模黑洞行为的前排座位,如果它发生在另一个星系中,则太微弱而无法看到。
天文学家一直在密切关注银河系中心在一定波长范围内记录其奇怪的光点了解更多关于银河系中引力最极端的环境。
Sgr A* 的存在创造了一个狂野、动荡的太空区域,巨大的尘埃环围绕着超大质量黑洞翻滚。天文学家不知道是什么导致了该区域的耀斑,但模拟表明,这是最接近黑洞的物质盘中磁场线之间的相互作用。
模拟表明,当两条磁力线足够接近时,它们可以以一种释放大量能量的方式结合在一起,我们可以将其视为同步加速器发射– 沿着磁场线加速的电子发射的辐射。
但我们无法确定,因为我们没有对这些耀斑之一进行中红外观测。
“因为中红外线位于亚毫米波(远红外线到微波)和近红外线之间,所以它保守了有关电子作用的秘密,电子必须冷却才能释放能量来为耀斑提供动力,”米歇尔解释说。
“我们的新观察结果与现有的模型和模拟一致,为我们提供了更强有力的证据来支持耀斑背后的理论。”
使用 JWST 的中红外仪器 (MIRI) 收集观测结果;史密森天体物理观测站与中央研究院共同运作的亚毫米阵列; NASA 钱德拉 X 射线天文台;以及美国宇航局的核光谱望远镜阵列,这是一个位于国际空间站上的伽马射线天文台。
当 JWST 捕捉到持续约 40 分钟的耀斑时,他们转向其他仪器,看看他们可能收集到了什么。 X 射线和伽马射线区域没有检测到——可能是因为电子加速度不够高——但亚毫米阵列捕捉到了滞后于中红外大约 10 分钟的无线电波耀斑。
研究人员表示,这些结果与通过磁重联、磁湍流或两者的组合加速的单一冷却电子群的同步加速器辐射是一致的。然而,还有很多事情我们还不知道——这意味着还有更多的工作要做。
“虽然我们的观察表明人马座 A* 的中红外发射确实是由冷却电子的同步加速器发射引起的,但关于磁重联和人马座 A* 吸积盘中的湍流还有更多需要了解的地方,”冯·费伦伯格 说。
“这是有史以来第一次中红外探测,以及亚毫米阵列所观察到的变化,不仅填补了我们对 Sgr A* 耀斑原因的理解空白,而且还开辟了一条新的重要调查路线。”
该研究发表在美国天文学会第245届会议。也已被接纳为天体物理学杂志通讯,并且可以在预印本服务器上使用arXiv。