A Tejútrendszer középpontjában található fekete lyuk, a Sagittarius A* körül keringő „forró folt” nyomaira bukkantak a csillagászok az ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array) antennarendszerrel.

A felfedezés segítheti a szupernagy tömegű fekete lyuk rejtélyes és mozgalmas környezetének jobb megértését.

„Úgy gondoljuk, hogy a forró gázbuborék a Merkúréhoz hasonló méretű pályán kering a Sagittarius A* körül, egy teljes kör megtétele azonban csak 70 percig tart. Ehhez elképesztően nagy sebesség, a fényének 30%-a szükséges!” – magyarázza Maciek Wielgus, a bonni Max-Planck-Institut für Radioastronomie (MPIfR) munkatársa, az Astronomy & Astrophysics folyóiratban ma megjelent tanulmány vezető szerzője.

A felfedezést eredményező megfigyeléseket a chilei Andokban található, az ESO társtulajdonában álló ALMA antennarendszerrel végezték az Eseményhorizont Távcső (Event Horizon Telescope, EHT) Együttműködés által szervezett észlelési kampány során. 2017 áprilisában az EHT nyolc, a világ különböző helyein működő rádiótávcsövet – köztük az ALMA-t – kapcsolta össze, hogy elkészítse a Sagittarius A* első, nemrégiben nyilvánosságra hozott képét. Az EHT együttműködésben szintén részt vevő Wielgus és munkatársai a Sagittarius A*  EHT-észleléseivel párhuzamosan rögzített ALMA-adatokat használták az EHT adatainak kalibrálására. A csoport nagy meglepetésére a csak az ALMA által végzett megfigyelésekben is több, a fekete lyuk természetével kapcsolatos nyomra bukkantak.

A szerencsének köszönhetően több észlelésre közvetlenül egy, a galaxisunk középpontjában feltűnt, és a NASA Chandra-űrtávcső által is detektált röntgenfelvillanás után került sor. Ezekről a korábban röntgen- és infravörös távcsövek által észlelt flerekről úgy gondolják, hogy azok a fekete lyuk körül, ahhoz nagyon közel és nagyon gyorsan keringő forró gázbuborékokkal, ún. „forró foltokkal” állnak kapcsolatban.

„Az igazi újdonság és érdekesség az, hogy ezeket a flereket eddig egyértelműen csak a Sagittarius A* röntgen- és infravörös észleléseiben lehetett tetten érni. Most első alkalommal azonban nagyon világos jeleit láthatjuk annak, hogy a keringő forró foltok a rádiótartományban is hírt adnak magukról” – folytatja Wielgus, aki az MPIfR mellett a Nikolausz Kopernikuszról elnevezett lengyel csillagászati központ és az amerikai Harvard Egyetem BHI (Black Hole Initiative) központjának munkatársa is.

„Az infravörös hullámhosszakon és a rádiótartományban detektált forró foltok valószínűleg ugyanannak a fizikai folyamatnak a megnyilvánulásai: az infravörösben sugárzó forró foltok a hűlésük következtében hosszabb, az ALMA és az EHT által észlelhető hullámhosszakon is elkezdenek sugározni” – teszi hozzá a kutatás egyik résztvevője, Jesse Voss, a hollandiai Radboud Egyetem PhD-hallgatója.

A flerekről már régóta azt gondolják, hogy azok a Sagittarius A*-hoz nagyon közel keringő forró gázban fellépő mágneses kölcsönhatások következményei, az új felfedezés pedig megerősíti ezt az elképzelést. „A flerek mágneses eredetének erős bizonyítékára leltünk most, az észleléseink pedig a folyamat geometriájára vonatkozó nyomokat is szolgáltattak. Az új adatok nagy segítséget jelentenek az események elméleti értelmezésében” – mondja a tanulmány egyik társszerzője, a Radboud Egyetem munkatársa, Monika Mościbrodzka.

Az ALMA-val a csillagászok a Sagittarius A* polarizált rádiósugárzását is tanulmányozhatják, amely feltárja a fekete lyuk körüli mágneses teret. A csoport az észlelések mellett elméleti modelleket is felhasznált, hogy többet tudjon meg a forró folt keletkezéséről, illetve a környezetről, amelybe beágyazódik, beleértve a Sagittarius A* körüli mágneses teret is. Munkájuk a korábbi észleléseknél erősebb korlátokat szab a mágneses tér szerkezetére vonatkozóan, segítve ezzel a csillagászokat  a Galaxis szupernagy tömegű fekete lyuka és annak környezete természetének felderítésében.

A megfigyelések az ESO Nagyon Nagy Távcsöve (VLT) GRAVITY műszerével az infravörös tartományban végzett mérések néhány korábbi eredményét is megerősítik. A GRAVITY- és az ALMA-adatok is azt jelzik, hogy a flerek egy olyan gázcsomóban keletkeznek, amely a fekete lyuk körül a fénysebesség nagyjából 30%-ával kering, mégpedig az óramutató járásával megegyező irányban olyan pályán, amelyre majdnem merőlegesen látunk rá.

„Remélhetőleg a jövőben a forró foltok mozgását a GRAVITY és az ALMA koordinált észleléseivel több frekvencián is követni tudjuk. Ha ez a törekvésünk sikerrel jár, az valódi mérföldkövet jelent majd a galaktikus centrumban felvillanó flerek fizikájának megértésében” – zárja a sort Ivan Marti-Vidal, a spanyolországi Valencia egyetemének munkatársa, aki szintén társszerzője a tanulmánynak.

A csoport abban bízik, hogy az EHT-vel a keringő gázcsomók közvetlen észlelésére is lehetőségük nyílik, még közelebb kerülve így a fekete lyuk titkának megfejtéséhez. „Reméljük, egy nap nyugodtan kijelenthetjük majd, hogy »tudjuk«, mi zajlik a Sagittarius A*-ban” – vonja le a következtetést Wielgus.

Forrás: csillagaszat.hu / eso.org