Astronomi posmatraju svetlosne baklje u blizini crne rupe u centru naše galaksije

Pomoću svemirskog teleskopa „Džejms Veb“, astronomi posmatraju dinamične bljeskove svetlosti u blizini supermasivne crne rupe u centru galaksije Mlečni put.

Konstantno, brzo dešavanje uključuje kratke bljeskove u trajanju od nekoliko sekundi i duže, zaslepljujuće svetlosne baklje na dnevnoj bazi. „Vebove“ opservacije predstavljaju najduže, najdetaljnije osmatranje oko crne rupe u centru Mlečnog puta, nazvane Strelac A*. To je nadogradnja prošlih dokaza njene visokoenergetske aktivnosti.

Preporučujemo

Iako su crne rupe nevidljive, baklje koje izbacuje kovitlajući disk vrelog gasa i prašine, ili akrecioni disk, liče na pirotehnički šou.

Astronomi smatraju da baklje dolaze od unutrašnje ivice akrecionog diska odmah iza horizonta događaja crne rupe, tj. oblasti oko crne rupe gde je gravitaciona sila toliko snažna da čak ni svetlost ne može da pobegne.

„Videli smo konstantno promenljiv, ključajući sjaj, a onda odjednom jak bljesak. Zatim se ponovo smirilo. Nismo mogli da pronađemo neki obrazac u toj aktivnosti. Izgleda da je nasumična. Profil aktivnosti ove crne rupe bio je nov i uzbudljiv svaki put kad smo pogledali“, kažu astronomi.

Opservacije bi mogle rasvetliti kako se crne rupe ponašaju i na koje načine se hrane svojim okruženjem.

Snažna gravitaciona sila crnih rupa uvlači gas i prašinu od svakog objekta koji dođe previše blizu. Gas i prašina se kovitlaju zajedno velikim brinama, formirajući akrecioni disk koji hrani crnu rupu. Brzo kretanje materijala izaziva zagrevanje, uz oslobađanje energije u obliku radijacije i mlazeva materijala koji ne uđe u crnu rupu.

Radijacija i mlazevi mogu da promene način na koji je gas distribuiran širom galaksija i formiranje zvezda, zbog čega se supermasivne crne rupe smatraju džinovskim motorima u centrima galaksija.

Istraživači su posmatrali crnu rupu Strelac A* 48 sati u toku jedne godine u razmacima 8-10 sati pomoću „Vebove“ kamere za blisko infracrveno područje kako bi pratili aktivnost crne rupe. Videli su 5-6 velikih baklji dnevno, kao i manje bljeskove između.

„Baklje su očekivane u suštini kod svih supermasivnih crnih rupa, ali je naša crna rupa jedinstvena. Uvek je aktivna i izgleda da nikad nije u mirnom stanju. Posmatrali smo je više puta tokom 2023. i 2024. i svaki put smo primetili promene. Svaki put smo videli nešto drugačije, što je zaista izuzetno“, kažu istraživači.

Varijabilnost u aktivnosti crne rupe je verovatno posledica nasumične prirode materijala koji teče u akrecioni disk. Kratki bljeskovi su proizvod manjih, turbulentnih fluktuacija u akrecionom disku koje bi mogle potisnuti vreo, energetski gas zvani plazma i izazvati bljesak zračenja.

To je slično skupljanju, kompresiji Sunčevog magnetnog polja, koje zatim izbaci solarnu baklju. Naravno, procesi su snažniji pošto je okruženje crne rupe mnogo energičnije i ekstremnije.

Duži, veći bljeskovi, pak, možda se dešavaju zbog događaja magnetne rekonekcije, ili kad se dva magnetna polja sudare u blizini crne rupe i oslobode energetske čestice koje se kreću skoro brzinom svetlosti. Događaj magnetne rekonekcije liči na varnicu statičkog elektriciteta, što je u nekom smislu takođe električna rekonekcija, kažu istraživači.

„Duga“ aktivnosti

„Vebovi“ kapaciteti su omogućili posmatranje bljeskova crne rupe širom dve različite talasne dužine svetlosti istovremeno.

„Kao da smo posmatrali svet u boji naspram crno-belog i pronašli duge. To nam govori o prirodi aktivnosti bljeskova i fizičkim osobinama mehanizma zračenja, magnetnom polju i gustini bljeskova direktnije“, kažu istraživači.

Opservacije daju bolji uvid u variranje aktivnosti crne rupe u pogledu sjaja tokom vremena. Strelac A* je otprilike upola manje sjajan u novim podacima nego onima iz 2019, tako da je ta godina i dalje neobično aktivna, rekao je Tuan Do, profesor fizike i astronomije sa Kalifornijskog univerziteta u Los Anđelesu.

Crna rupa i njeno okruženje se uvek menjaju tako da nikad nismo sigurni šta ćemo videti. Zbog toga je posmatranje centra galaksije toliko uzbudljivo, iako gledamo u tu tačku već decenijama, kaže on.

Kad su autori najnovije studije osmotrili dve različite talasne dužine svetlosti iz pravca crne rupe istovremeno, videli su da se sjaj manje talasne dužine menja malo pre veće talasne dužine. Ta opservacija je ukazivala da čestice gube energiju brže dok se spiralno kreću oko linija magnetnog polja.

Promene sjaja su zabeležene u ranijem istraživanju i nedavnim komplementarnim podacima dobijenim pomoću „Vebovog“ instrumenta za srednje infracrveno područje i iz drugih opservatorija. Sledeći veliki korak bi bio pokušaj povezivanja tih različitih izvora podataka u cilju potpunije slike fizike okruženja supermasivne crne rupe.

Nova studija takođe potvrđuje da crna rupa ima „neprestanu varijabilnost“. Rendgenska astronomija vidi prilično jake dokaze da je tokom nekoliko prošlih stotina godina došlo barem do jednog, možda dva slučaja ogromnih baklji, sa intenzitetima većim 10.000 do 100.000 puta od bilo čega viđenog u poslednjih 25 godina, koliko se Strelac A* pažljivo proučava.

Šta je moglo prouzrokovati te baklje? Astronomi još ne znaju, ali je moguće da je crna rupa progutala neku planetu pre nekoliko stotina godina.

Kad Sunce oslobađa solarne oluje, naučnici su zabrinuti zato što takva aktivnost može uticati na GPS, komunikacije i električnu mrežu na Zemlji. Međutim, 25.000 svetlosnih godina udaljena, visokoenergetska i promenljiva aktivnost crne rupe u centru Mlečnog puta nije razlog za brigu.

Ipak, „Vebove“ opservacije omogućavaju istraživačima da razumeju kakve „oluje“ nastaju kad je materija kompresovana i zagrejana dok se približava crnoj rupi.

Osim puke zainteresovanosti za najsjajnije vatromete koje univerzum može da proizvede, ti vatrometi mogu imati značajan efekat na evoluciju galaksija u kojima se dešavaju. Mogu podsticati ili sprečavati formiranje zvezda u velikim razmerama, mogu ukloniti gas i isprazniti galaksije, onesposobljavajući ih da formiraju zvezde.

Duže posmatranje

Autori studije ne veruju da je crna rupa doživela neobičan porast aktivnosti, ali žele da je posmatraju 24 sata neprekidno da bi bili sigurni. Takođe mogu osmotriti da li te baklje pokazuju periodičnost (ili se ponavljaju) ili su zaista nasumične.

Astronomi još ne znaju koliko brzo se Strelac A* vrti dok guta materiju, ali bi duže opservacije mogle obezbediti podatke neohodne za dolazak do odgovora.

Na kraju, više podataka putem „Vebovih“ opservacija moglo bi pomoći astronomima da simuliraju kako se akrecioni diskovi ponašaju oko crnih rupa, kao i u poređenju ponašanja manje i više energetski aktivnih crnih rupa.

(Telegraf Nauka/Yahoo/CNN)