We are searching data for your request:
Upon completion, a link will appear to access the found materials.
EHT verileri kullanılarak oluşturulan, yukarıda gösterilen bir kara deliğin yakın zamanda yayınlanan fotoğrafında, alt bölge neden yukarıdakinden daha parlak? Toplama diskinin dönüşü nedeniyle mi? Ayrıca toplama diskinin yönü nedir? Baştan mı bakıyoruz?
Hayır, toplama diskinin şeklini görmüyorsunuz. Düzlemi resimdekiyle hemen hemen aynı olmasına rağmen, görülen halkadan çok daha büyük ve soluktur. Bu asimetrinin nedeni, neredeyse tamamen, karadeliğe çok yakın göreli hızlarda hareket eden maddede ortaya çıkan radyasyonun Doppler ışınlaması ve artmasından kaynaklanmaktadır. Bu da neredeyse tamamen kara delik dönüşünün yönü. Kara delik, herhangi bir yığılma diskinin yöneliminden neredeyse bağımsız olarak malzeme ve manyetik alanları süpürür.
Beşinci olay ufku teleskop kağıdından aşağıdaki resimler durumu netleştiriyor.
Kara ok, kara deliğin dönüş yönünü gösterir. Mavi ok, birikim akışının ilk dönüşünü gösterir. M87 jeti aşağı yukarı Doğu-Batı'dır (sayfaya yansıtılmıştır), ancak sağ taraf Dünya'yı işaret etmektedir. Kara deliğin dönüş vektörünün bununla hizalandığı (veya hizasız olduğu) varsayılır.
Sol taraftaki iki grafik, gözlemlerle uyum göstermektedir. Ortak noktaları, kara delik döndürme vektörünün çoğunlukla sayfanın içinde olmasıdır (jet ile hizalı değildir). Gaz aynı şekilde dönmeye zorlanır ve kara deliğin güneyinde bize doğru ve kara deliğin kuzeyinde bizden uzağa izdüşümsel göreli hareketle sonuçlanır. Doppler güçlendirme ve ışınlama gerisini halleder.
Kağıdın dediği gibi:
halkadaki tepe akısının konumu kara delik dönüşü tarafından kontrol edilir: her zaman dönme vektörünün gökyüzündeki izdüşümünden saat yönünün tersine yaklaşık 90 derece uzanır.
Toplanma diskinin çok yüksek hızlarda dönmesinin etkilerinden birini gördüğümüze inanıyorum. Buna göreli ışınlama denir ve bunun nedeni, göreli hızlarda (örneğin, .2c'nin üzerinde) hareket eden parçacıkların (bu durumda yığılma diskindeki madde) radyasyonlarını tercihen hareket yönüne doğru bir koni içinde yayma eğiliminde olmalarıdır. .
Bu, resmin altındaki maddenin (en parlak noktalar) bize doğru hareket ettiğini ve karanlık kısımların uzaklaştığını gösteriyor. Kara delik ışığı kendi etrafında döndürmeye meyilli olduğundan, toplama diskinin yönüne ilişkin fotoğraftan emin değilim.
Cevabı güncellemeye değer bazı yeni bilgiler var (telefonuma MathJax yazmanın zorluğuna rağmen). Bu bilim adamlarının yayınladıklarını geliştirmemiş olmayacağım için çok az alıntı yaptım. Önceki düzenlemeler bu eklemenin altında kalır.
Fabrizio Tamburini, Bo Thidé ve Massimo Della Valle'nin "Gözlenen bükülmüş ışığından M87 kara deliğinin dönüşünün ölçülmesi" başlıklı makalesinde (16 Nisan 2019), 2. sayfada açıklıyorlar:
… Bu veri setine uygulanan görüntüleme teknikleri, saat yönünde dönen asimetrik bir halkanın ve net bir merkezi parlaklık depresyonu sergileyen “hilal” geometrik yapının varlığını ortaya koymaktadır. Bu, kara delik gölgesini çevreleyen mercekli emisyonun hakim olduğu bir kaynağı gösterir.
İki veri setinin analizinden asimetri parametrelerini elde ederiz. $q_1$ = 1. dönem için 1.417 ve $q_2$ = 1.369 2. dönem için. Spiral spektrumunda ortalama bir asimetri verirler. $ar{q}$ = 1.393±0.024 sayısal simülasyonlarımızla uyumlu, $q_{sayı}$ = 1.375, bir Kerr kara deliğinin Einstein halkası tarafından yayılan kısmen tutarsız ışığın $oldsymbol{a} extbf{~}!$ 0.9±0.1, bir dönme enerjisine karşılık gelen $^{[10]}$ nın-nin $ extbf{10}{^ extbf{64}}!$ erg, hangisi en parlak kuasarların yaydığı enerjiyle karşılaştırılabilir (~ 500 trilyon $dot$) bir Gyr (milyar yıl) zaman ölçeğindeve eğim $i$ = 17°, yaklaşan jet ile görüş hattı arasında, yığılma akışının ve kara deliğin açısal momentumu ters hizalanmış olarak, Ref.'de açıklandığı gibi saat yönünde dönüşü gösterir. 5.
Bu sonuç, DIFMAP'in 11 Nisan 2017 için genlik ve faz çizimlerinin referans hattı görüntülerinin analizinden elde edilen sonuçlarla iyi bir uyum içindedir. $q$ = 1.401, EHT $q$ = 1.361 ve SMILI, $q$ = 1.319, $^{[6]}$ o gün için ortalama bir değer vermek $ar{q}$ = 1.360, TIE ile tahmin edilen dönem 2 değerinden 0,09 sapma ve $q$ > 0 saat yönünde dönüşü onaylar. Spiral spektrumlar Şekil 2'de rapor edilmiştir.
Daha sonra rotasyon parametresi belirlenir. $a$ asimetri parametresi ile doğrusal enterpolasyon ile elde edilenleri karşılaştırarak $q$ Eğim ve dönme parametrelerinin farklı değerleri için Tablo I'deki sayısal örnekte bildirildiği gibi çeşitli modellerin $i$ ve $q$. Sonuçlar Şekil 1'de gösterilmektedir.
[1]Fabrizio Tamburini, Bo Thidé, Gabriel Molina-Terriza ve Gabriele Anzolin, “Işığın dönen kara delikler etrafında bükülmesi,” Nature Phys. 7, 195-197 (2011).
[4]EHT Collaboration ve diğerleri, "Merkezi süper kütleli kara deliğin görüntülenmesi", Astrophys. J. Lett. 875, L4(52) (2019), Birinci M87 Event Horizon Teleskobu Sonuçları IV.
[5]EHT Collaboration ve diğerleri, "Asimetrik halkanın fiziksel kökeni", Astrophys. J. Lett. 875, L5(31) (2019), İlk M87 Event Horizon Teleskop Sonuçları V.
[6]EHT Collaboration ve diğerleri, “Merkezi kara deliğin gölgesi ve kütlesi,” Astrophys. J. Lett. 875, L6(44) (2019), Birinci M87 Event Horizon Teleskobu Sonuçları VI.
[10]Demetrios Christodoulou ve Remo Ruffini, “Yüklü bir kara deliğin tersine çevrilebilir dönüşümleri,” Phys. Rev. D 4, 3552-3555 (1971).
[29]Bin Chen, Ronald Kantowski, Xinyu Dai, Eddie Baron ve Prasad Maddumage, "Kerr uzay-zamanında polarizasyon da dahil olmak üzere güçlü kütleçekimsel mercekleme için algoritmalar ve programlar", Astrophys. J. Ek. Sör. 218, 4 (2015).
rakamlar:
Şekil 1. Deneysel sonuçlar. 1. dönem ve 2. dönem için TIE yöntemiyle elde edilen gözlemci yönü boyunca alan bileşenleri ve spiral spektrumlar. $m$ = 1 ve $m$ Her iki spiral spektrumdaki = -1 bileşenleri, M87'deki kara deliğin dönüşünü ortaya çıkarır. Ayrıca, sonlu bir frekans bant genişliğinde parlaklık sıcaklığından çıkarılan EM alan yoğunluklarının TIE analizinden yeniden oluşturulan elektromanyetik vorteksin, gözlemciye yayılma yönü boyunca bir kara deliğin bükülmüş merceklenmesi ile uyumlu bileşenlere sahip olduğunu gösterir. $a$ = 0,9±0,1 saat yönünde dönüyor ve dönüş Dünya'dan uzağa bakıyor ve yerçekimi yarıçaplı bir Einstein halkası $R_g$ = 5, tutarsız emisyonun hakim olduğu bir EHT analizi ile gösterildiği gibi. Tüm günler için, halka özelliklerinin çapları, 38-44 µ-yay saniyesi dar aralığını kapsar ve halkanın gözlemlenen tepe parlaklık sıcaklığı, $T$ ∼ 6×10$^9$ K.$^{[6]}$ Diğer bileşenler ($x$ ve $y$) TIE denklemlerinden türetilen EM alanının baskın bir OAM bileşenini göstermez. Bu bekleniyor $^{[1]}$.
Şekil 2. DIFMAP, EHT ve SMILI veri analizlerinden ve KERTAP'tan sayısal simülasyonlardan elde edilen sonuçlar. İlk üç ek, 11 Nisan 2017 için SMILI, EHT görüntüleme ve DIFMAP'ten alınan üç referans hattı görüntüsünden elde edilen deneysel spiral spektrumları göstermektedir. $^{[4]}$. Vektör taban çizgisinin bir fonksiyonu olarak görünürlük genliğini ve fazını temsil ederler. Tüm veri setlerinde asimetri parametresi, $m$ = 1 ve $m$ = Spiral spektrumda -1 tepe noktası, $q$ > 1 saat yönünde dönüşü gösterir: kara deliğin dönüşünün Dünya'dan uzağa dönük olduğu ve yaklaşan jet ile görüş hattı arasında bir eğime sahip olduğu bulunmuştur. $i$ = 17° (eğimli benzer bir geometriye eşdeğerdir) $i$ = 163°, ancak yığılma akışının açısal momentumu ile BH'nin açısal momentumunun hizasız olduğu yerde) (ayrıldı). Dördüncü ek: KERTAP ile sayısal simülasyonların spiral spektrumu $^{[29]}$ normalleştirilmiş yoğunluk ve fazdan elde edilen $z$ Γ = 2 ile termalleştirilmiş emisyonun hakim olduğu kara delik yığılma diskinin uzamsal olarak çözümlenmiş bir görüntüsünden yayılan radyasyon alanının bileşeni. $m$ = 0 ve $m$ = Spiral spektrumda 1 tepe. χ ne kadar düşükse, emisyondaki tutarlılık o kadar yüksek olur. SMILI, EHT görüntüleme ve DIFMAP'in deneysel spiral spektrumları, radyasyon emisyonunda daha yüksek tutarlılık gösterir (χ$_ ext{SMILI}$ = 1.198, χ$_metin{EHT}$ = 1.798) ve (χ$_ ext{DIFMAP}$ = 1.107) güç spektrumu Γ = 2 (χ) ile basit bir termalleştirilmiş yığılma diskinin simüle edilmiş modeline göre$_ ext{KERTAP}$ = 5.029) ve dalga cephesinin TIE rekonstrüksiyonunda elde edilene göre (χ$_metin{ep1}$ = 13.745 ve χ$_metin{ep2}$ = 14.649) Şekil 1'de. Asimetri olsa bile $q$ İyi korunursa, TIE yöntemi, bir günden çok daha kısa bir zaman aralığıyla ayrılmış, dalga cephesinin ardışık veri alımları ile geliştirilebilir ve bu nedenle kaynak emisyonu hakkında daha iyi bilgi sağlayabilir.
Bu makale dikkate değer ek bilgiler ve incelemeye değer çizimler içeriyor. Teşekkürler Jack R. Woods beni yukarıdaki bilgilere yönlendiren bağlantı için.
Önceki düzenleme:
Makalede: "First M87 Event Horizon Telescope Sonuçları. V. Asimetrik Halkanın Fiziksel Kökeni", (10 Nisan 2019), The Event Horizon Telescope Collaboration, Kazunori Akiyama, Antxon Alberdi, Walter Alef, Keiichi Asada, Rebecca Azulay, Anne-Kathrin Baczko, David Ball, Mislav Baloković, John Barrett ve diğerleri, yakın zamanda yayınlanan birkaç makaleden birinde şöyle açıklıyorlar:
(4) Halka güneyde kuzeyden daha parlaktır. Bu, kaynaktaki hareket ve Doppler ışınlamasının bir kombinasyonu ile açıklanabilir. Basit bir örnek olarak, v hızıyla dönen ışıklı, optik olarak ince bir halkayı ve görüş hattına i > 0° bir görüş açısında eğimli bir açısal momentum vektörünü ele alıyoruz. Daha sonra halkanın yaklaşan tarafı Doppler artırılır ve uzaklaşan taraf Doppler karartılır, v göreli ise düzen birliği yüzey parlaklığı kontrastı üretilir. M87'deki büyük ölçekli jetin yaklaşan tarafı batı-kuzeybatı yönündedir (konum açısı $mathrm{PA}yaklaşık 288^circ ;$ Kağıt VI'da buna denir ${mathrm{PA}}_{mathrm{FJ}}$) veya sağda ve görüntüde biraz yukarı.
Bu makaledeki Şekil 5, Rob Jeffries'in cevabına dahil edilmiştir.
Kısmen vardıkları sonuç şudur:
"... Bu karşılaştırmanın sonuçları, M87'deki kompakt 1.3 mm emisyonun birkaç dakika içinde ortaya çıktığı hipotezi ile tutarlıdır. ${r}_{{ m{g}}}$ bir Kerr kara deliği ve görüntünün halka benzeri yapısının güçlü yerçekimi merceklenmesi ve Doppler ışınlaması tarafından üretildiğini. Modeller, görüntünün asimetrisinin kara delik dönüşü hissine bağlı olduğunu tahmin ediyor. Bu yorum doğruysa, M87'deki kara deliğin dönüş vektörü Dünya'dan uzağa işaret eder (kara delik gökyüzünde saat yönünde döner). Modeller ayrıca kara deliğin kutuplarından uzağa doğru yönlendirilmiş güçlü bir enerji akışının olduğunu ve bu enerji akışının elektromanyetik olarak baskın olduğunu tahmin ediyor. Modeller doğruysa, M87 jeti için merkezi motor, Blandford-Znajek süreci aracılığıyla kara delik dönüşüyle ilişkili serbest enerjinin elektromanyetik olarak çıkarılmasıyla çalıştırılır."
İlk taslak:
Elisa Maggio, Vitor Cardoso, Sam R. Dolan ve Paolo Pani'nin "Egzotik kompakt nesnelerin ergoregion kararsızlığı: elektromanyetik ve yerçekimi pertürbasyonları ve absorpsiyonun rolü" başlıklı makalesi (15 Şubat 2019), bunun dönme nedeniyle olduğunu açıklıyor. 10. sayfada süper parlaklık:
"… istikrarsızlık foton küre bariyeri içinde hapsolmuş ve süper ışıma ile güçlendirilmiş dalgalar olarak anlaşılabilir.$^{[43]}$
[43]R. Brito, V. Cardoso ve P. Pani, Öğr. Notlar Fiz. 906, pp.1 (2015), arXiv:1501.06570.
"Superradiance" makalesinde (yukarıda) oldukça uzun olmakla birlikte, belki çok daha ulaşılabilir. Penrose Sürecini açıkladıkları 38. sayfada, muhtemelen bunun anlaşılmasını kolaylaştıran bir diyagram sunuyorlar:
"Şekil 7: Orijinal Penrose süreçlerinin resimli görünümü. E enerjili bir parçacık$_0$ ergosfer içinde biri negatif enerji E olan iki parçacığa bozunur$_2$ < 0, BH'ye düşerken, ikinci parçacık orijinal parçacıktan daha yüksek bir enerjiyle sonsuza kaçar, E$_1$ > E$_0$.".
41. sayfadan:
"Şekil 8: Penrose işleminin atlıkarınca benzetmesi. Bir cisim, yüzeyine tutkal püskürtülmüş dönen bir silindire neredeyse hareketsiz halde düşer. Yüzeyde gövde, silindirle birlikte dönmeye zorlanır (dolayısıyla BH'nin analogu) ergosfer, ötesinde hiçbir gözlemcinin sonsuza göre sabit kalamayacağı yüzey) Ergoregion'un negatif enerji durumları, yapışkan yüzeyle ilişkili potansiyel enerji tarafından oynanır.Eğer şimdi nesnenin yarısı (kırmızımsı) birinciden ayrılırsa yarı (sarımsı), başlangıçta olduğundan daha fazla (kinetik) enerji ile sonsuza ulaşacak ve sistemden dönme enerjisini çıkaracaktır.".
Sayfa 46'dan istenenin ötesinde olduğuna inanılan daha karmaşık bir model:
Şekil 9: Penrose'un farklı çarpışma süreçlerinin resimli görünümü. Solda: devam eden radyal momentuma sahip ilk parçacıklar (p$^r _1$ < 0 ve p$^r_2$ < 0). Parçacık 3'ün başlangıçta radyal momentumu vardır, ancak sonunda bir dönüm noktası bulur ve sonsuza kaçar. Bunun için maksimum verimin oldukça mütevazı olduğu gösterildi η ∼ 1.5 $^{[168, 169, 170, 171]}$. Sağ: p ile ilk parçacıklar$^r_1$ > 0 ve p$^r_2$ < 0. Bu durumda parçacık 1 p olmalıdır$^r_1$ > 0 ergosferin içinde. Bu işlem için, aşırı BH'ler için verimlilik sınırsız olabilir. $^{[172, 173]}$.
[168]T. Piran ve J. Shaham, “Dönen Kara Delik Ufuklarına Yakın Çarpışmalı Penrose Süreçlerinde Üst Sınırlar,” Phys.Rev. D16 (1977) 1615-1635.
[169]T. Harada, H. Nemoto ve U. Miyamoto, “Yüksek enerjili çarpışmadan ve maksimum dönen bir Kerr kara deliği yakınındaki reaksiyondan kaynaklanan parçacık emisyonunun üst sınırları,” Phys.Rev. D86 (2012) 024027, arXiv:1205.7088 [gr-qc].
[170]M. Bejger, T. Piran, M. Abramowicz ve F. Hakanson, “Aşırı Kerr kara deliklerinin ufkuna yakın Çarpışma Penrose süreci,” Phys.Rev.Lett. 109 (2012) 121101, arXiv:1205.4350 [astro-ph.HE].
[171]O. Zaslavskii, “Kara deliklerin yakınındaki parçacık çarpışmalarının enerjisi üzerine: BSW etkisine karşı Penrose süreci,” Phys.Rev. D86 (2012) 084030, arXiv:1205.4410 [gr-qc].
[172]J. D. Schnittman, “Bir Kerr kara deliğinden enerji çıkarılması için gözden geçirilmiş bir üst sınır,” arXiv:1410.6446 [astro-ph.HE].
[173]E. Berti, R. Brito ve V. Cardoso, “Çarpışmalı Penrose sürecinden gelen ultra yüksek enerjili döküntü” arXiv:1410.8534 [gr-qc].
170. sayfada (makalenin sonuna yakın bir yerde değil) aşağıdakileri açıklayan bir özet var:
"Yerçekimi teorilerinde, süper parlaklık, Newton seviyesinde bile gelgit ivmesi ile yakından bağlantılıdır. Göreceli yerçekimi teorileri, olay ufku tek yönlü bir viskoz zar gibi davranan kütleçekimsel vakum çözümleri olan BH'lerin varlığını tahmin eder. Bu, BH uzay-zamanlarında süper parlaklık oluşmasına izin verir. , ve klasik seviyede bile vakumdan enerji elde etmek için Yarı klasik etkiler hesaba katıldığında, bir Schwarzschild BH'den Hawking radyasyonu durumunda olduğu gibi, statik konfigürasyonlarda da süper parlaklık meydana gelir.
Bir eğirme (Kerr) BH tarafından GW'lerin süperradyant saçılımının verimliliği %100'den daha büyük olabilir ve bu fenomen, Penrose işlemi, ergoregion kararsızlığı, Blandford-Znajek gibi kompakt nesnelerin döndürülmesiyle ilişkili diğer önemli mekanizmalarla derinden bağlantılıdır. etkisi ve CFS kararsızlığı. Dönel süper parlaklık laboratuarda gözlemlemek zor olabilir, ancak BH karşılığı, gözlemsel bir iz bırakabilecek bir dizi ilginç etki ve kararsızlıkla ilişkilidir. Yüklü BH'ler, daha yüksek boyutlar, asimptotik olmayan düz uzay zamanları, analog yerçekimi modelleri ve GR'nin ötesindeki teoriler dahil olmak üzere BH süper radyan fenomeninin birleşik bir tedavisini sunduk."
3.000 yıllık bir ışık yankısı ile ölmekte olan bir süper kütleli kara deliğin keşfi
Süper kütleli kara delikler (SMBH), kütleleri bir milyon ila 10 milyar güneş kütlesi arasında değişen galaksilerin merkezini işgal eder. Bazı SMBH'ler, aktif galaktik çekirdekler (AGN) adı verilen parlak bir fazdadır.
AGN'ler, SMBH'ler için bir maksimum kütle sınırı olduğu için, bilim adamlarının uzun süredir bunun ne zaman olacağını düşündükleri için sonunda yanacak.
Tohoku Üniversitesi'nden Kohei Ichikawa ve araştırma grubu, Arp 187 galaksisinden bir AGN sinyali yakaladıktan sonra kazara ömrünün sonuna doğru bir AGN keşfetmiş olabilir.
İki astronomi gözlemevi - Atacama Büyük Milimetre/milimetre-altı Dizisi (ALMA) ve Çok Büyük Dizi (VLA) kullanarak galaksideki radyo görüntülerini gözlemleyerek, AGN'nin ayırt edici bir işareti olan bir jet lobu buldular.
Bununla birlikte, AGN aktivitesinin zaten sessiz olabileceğini gösteren çekirdekten hiçbir sinyal görmediler.
Çoklu dalga boyu verilerinin daha fazla analizi üzerine, tüm küçük ölçekli AGN göstergelerinin sessiz, büyük ölçekli olanların ise parlak olduğunu buldular. Bunun nedeni, AGN'nin son 3.000 yıl içinde söndürülmüş olmasıdır.
Bir AGN öldüğünde, daha fazla foton kaynağı da kapanacağı için daha küçük ölçekli AGN özellikleri soluklaşır. Ancak büyük ölçekli iyonize gaz bölgesi, fotonların bölgenin sınırına ulaşması yaklaşık 3000 yıl sürdüğü için hala görülebilmektedir. Geçmiş AGN aktivitesini gözlemlemek, ışık yankısı olarak bilinir.
Ichikawa, "Mevcut AGN aktivitesini gözlemlemek için en iyi araç olan NASA NuSTAR X-ray uydusunu kullandık" dedi. "Tespit edilmemesini sağlıyor, bu yüzden çekirdeğin tamamen ölü olduğunu keşfedebildik."
Bulgular, AGN kapanmasının 3000 yıllık bir zaman ölçeğinde gerçekleştiğini ve çekirdeğin son 3000 yılda 1000 kat daha sönük hale geldiğini gösteriyor.
Amerikan Astronomi Derneği'nin 238 Toplantısı için bir makale yazan Ichikawa, ölmekte olan AGN'leri ileriye doğru araştırmaya devam edeceklerini söyledi. "Bu çalışmaya benzer bir yöntem kullanarak daha fazla ölmekte olan AGN'yi arayacağız. Gaz girişlerini ve çıkışlarını araştırmak için yüksek uzamsal çözünürlüklü takip gözlemlerini de elde edeceğiz, bu da AGN aktivitesinin nasıl kapatıldığını netleştirebilir.
Gökbilimciler kara deliğin kırmızı olduğunu görüyor
Son yıllardaki en parlak kara delik patlamalarından biri sırasında, saniyenin çok küçük bir kısmı kadar süren şiddetli kırmızı parlamalar gözlemlendi.
Haziran 2015'te, V404 Cygni adlı bir kara delik, yörüngedeki bir yardımcı yıldızdan sıyrıldığı malzemeyi yuttuğu için yaklaşık iki hafta boyunca çarpıcı bir şekilde parladı.
Dünya'dan yaklaşık 7.800 ışıkyılı uzaklıkta bulunan V404 Cygni, Galaksimizde tanımlanan ilk kesin kara delikti ve aktif olarak malzeme yuttuğunda son derece parlak görünebilir.
Dergide yayınlanan yeni bir çalışmada Kraliyet Astronomi Topluluğunun Aylık Bildirimleri, Southampton Üniversitesi tarafından yönetilen uluslararası bir gökbilimciler ekibi, kara deliğin, yutamayacağı malzemeyi püskürttüğü için, saniyenin sadece kesirleri süren göz kamaştırıcı kırmızı flaşlar yaydığını bildirdi.
Gökbilimciler, kırmızı rengi, kara deliğin yakınından fırlatılan hızlı hareket eden madde jetleriyle ilişkilendirdiler. Bu gözlemler, bu tür jetlerin oluşumuna ve aşırı kara delik fenomenlerine yeni bakış açıları sağlıyor.
Araştırmanın baş yazarı Dr. Poshak Gandhi, Doçent ve STFC Ernest Rutherford Southampton Üniversitesi Astronomi Grubu Üyesi: "Çok yüksek hız bize bu kırmızı ışığın yayıldığı bölgenin çok kompakt olması gerektiğini söylüyor. Bu flaşların rengi, hızı ve gücü hakkındaki ipuçlarından yola çıkarak, bu ışığın kara delik jetinin tabanından yayıldığı sonucuna varıyoruz.Bu jetlerin kökeni hala bilinmiyor, ancak güçlü manyetik alanların bir rol oynadığından şüpheleniliyor. .
"Ayrıca, bu kırmızı parlamaların kara deliğin beslenme çılgınlığının zirvesinde en güçlü olduğu bulundu. Kara deliğin, yörüngesindeki arkadaşı yıldız tarafından hızla zorla beslenirken, malzemenin bir kısmını püskürterek şiddetli tepki verdiğini tahmin ediyoruz. Bu yanıp sönen bölümlerin süresi, ayrıntılı olarak ilk kez görülen jetin açılıp kapanmasıyla ilgili olabilir."
Bu parlak kara delik "patlamalarının" öngörülemez doğası ve nadirliği nedeniyle, gökbilimcilerin tepki vermek için çok az zamanları var. Örneğin, V404 Cygni en son 1989'da patladı. V404 Cygni, Haziran 2015'te son derece parlaktı ve bu tür çalışmalar için mükemmel bir fırsat sağladı. Aslında bu, son yıllardaki en parlak kara delik patlamalarından biriydi. Ancak çoğu patlama çok daha sönüktür ve bu da onları incelemeyi zorlaştırır.
Her flaş, yaklaşık 1000 güneşin güç çıkışına eşdeğer, göz kamaştırıcı derecede yoğundu. Ve bazı flaşlar saniyenin 1/40'ından daha kısaydı - tipik bir göz açıp kapama süresinden yaklaşık on kat daha hızlı. Bu tür gözlemler yeni teknolojiler gerektiriyor, bu nedenle gökbilimciler, Kanarya Adaları'ndaki La Palma'daki William Herschel Teleskopu üzerine monte edilmiş ULTRACAM hızlı görüntüleme kamerasını kullandılar.
Sheffield Üniversitesi'nden Profesör Vik Dhillon ve ULTRACAM'ın yaratıcılarından Profesör Vik Dhillon şunları söyledi: "ULTRACAM, astronomik hedeflerin yüksek kare hızlı "filmlerini" aynı anda üç renkte yakalayarak çok yüksek hızda çalışabilmesi bakımından benzersizdir. Bu V404 Cygni'den gelen bu ışık parlamalarının kırmızı rengini belirlememize izin verdi."
Dr Gandhi şu sonuca varmıştır: "2015 olayı, gökbilimcileri gelecekteki patlamaları gözlemlemek için dünya çapındaki çabaları koordine etmeye büyük ölçüde motive etti. Kısa süreleri ve tüm elektromanyetik spektrumdaki güçlü emisyonları, yakın iletişim, veri paylaşımı ve gökbilimciler arasında ortak çabalar gerektiriyor. Bu gözlemler özellikle yer tabanlı teleskoplardan ve uzay uydularından eşzamanlı gözlemler yapmaya çalışırken gerçek bir meydan okuma olabilir."
Bu araştırma, Southampton, Sheffield ve Warwick üniversiteleri ile Avrupa, ABD, Hindistan ve BAE'deki uluslararası ortaklar arasında bir işbirliğiydi.
Araştırma, Bilim ve Teknoloji Tesisleri Konseyi, BK-Hindistan UKIERI-UGC Tematik Ortaklıkları, Kraliyet Topluluğu, İspanya Ekonomi ve Rekabetçilik Bakanlığı (MINECO), CONACyT (Meksika) ve İspanyol Ministerio de Educacion, Cultura y tarafından desteklenmiştir. Deporte, bir Marie Curie FP7-Reintegration-Grant ve Southampton Üniversitesi.
Kara delik resmi açıkladı: Kara delik nedir ve bilim adamları fotoğrafı nasıl çekti?Bağlantı kopyalandı
Kara delik: Gökbilimciler ilk görüntüyü yayınladı
Abone olduğunuzda, sağladığınız bilgileri size bu haber bültenlerini göndermek için kullanacağız. Bazen, sunduğumuz diğer ilgili haber bültenleri veya hizmetler için öneriler içerirler. Gizlilik Bildirimimiz, verilerinizi nasıl kullandığımız ve haklarınız hakkında daha fazla bilgi verir. İstediğiniz zaman abonelikten çıkabilirsiniz.
İnanılmaz "ateşin dönüşü&rdquo kara deliği, Dünya'dan 55 milyon ışıkyılı uzaklıkta, Messier 87 galaksisinde fotoğraflandı. Dünya'daki gökbilimciler, esasen kara deliğin gölgesini yakalamak için sekiz güçlü radyo teleskopunu birbirine bağladılar. etrafında. Anıtsal buluş, 10 Nisan Çarşamba günü The Astrophysical Journal Letters dergisinde altı bilimsel makalede yayınlandı. Kara delik resmi dikkate değer bir başarı çünkü bu bir bilgisayar simülasyonu değil ve kesinlikle gerçek bir anlaşma.
İlgili Makaleler
Event Horizon Telescope (EHT) projesinin başkanı Sheperd S Doeleman şunları söyledi: "Bir kara deliğin ilk fotoğrafını çektik.
&ldquoBu, 200'den fazla araştırmacıdan oluşan bir ekip tarafından gerçekleştirilen olağanüstü bir bilimsel başarıdır.&rdquo
Max Planck Radyo Astronomi Enstitüsü'nün direktörü Michael Kramer, tarihteki önemli bir farklı anı işaret eden görüntüyle övündü.
&ldquoBilim tarihi, görüntüden önceki zaman ve görüntüden sonraki zaman olarak ikiye ayrılacaktır.&rdquo
EHT gökbilimcileri, iki yıl boyunca dünya çapındaki sekiz radyo teleskop gözlemevini tek bir güçlü cihazda birleştirdikten sonra bu hafta kara delik görüntüsünü açıkladılar.
Central Lancashire Üniversitesi'nden Profesör Derek Ward-Thompson şunları söyledi: &ldquoBu gerçekten dikkate değer bir sonuç. Bir kara deliğin görüntüsünü elde etmek, sıradan bir kamerayla fotoğraf çekmek kadar kolay değildir.
Kara delik resmi: Bu, bir kara deliğin dünyadaki ilk resmi (Resim: EHT İŞBİRLİĞİ)
"Ancak, dünyadaki tüm bu teleskopları birbirine bağlayarak yaratılan güç çok büyük.
&ldquoBu&rsquo, Ay'ın yüzeyinde sadece birkaç santimetre genişliğindeki bir cismi görebilmeye eşdeğerdir.
&ldquoŞimdiye kadar burası bilimkurgu ve sanatçı izlenimlerinin alanıydı.
&ldquoBir kara deliği görüntüleyen ilk ekibin bir parçası olmak inanılmaz bir duygu.
&ldquoBu başarı, astronomideki diğer tüm başarıların yanında duruyor.&rdquo
İlgili Makaleler
Keşif yapıldığından beri, Hawaii Mauna'daki James Clerk Maxwell Teleskobu'ndaki gökbilimciler kara deliğe Powehi adını verdiler.
Hawaii dilindeki isim, tercüme edildiğinde, süslenmiş dipsiz karanlık yaratım veya bitmeyen yaratılışın süslenmiş karanlık kaynağı anlamına gelir.
Korkunç isim, Hawaii-Hilo Üniversitesi'nden profesör Larry Kimura tarafından önerildi.
Dil profesörü bir basın açıklamasında şunları söyledi: &ldquoBir kara deliğin ilk bilimsel onayına Hawaii dilinde bir isim verme ayrıcalığına sahip olmak benim ve po'dan gelen Hawaii soyu için çok anlamlı ve umarım devam edebiliriz. Kumulipo'ya göre Hawaii astronomisinden gelecek karadeliklerin isimlendirilmesi.&rdquo
Kara delik: Bir sanatçının hızla dönen bir kara delik ve disk izlenimi (Resim: ESO)
Kara delik nedir?
Kara delikler, Büyük Patlama'dan kısa bir süre sonra var olan veya yıldızların kendi üzerlerine çökmesiyle oluşan güçlü yerçekimi kuyularıdır.
Bir kara deliğin ilk fotoğrafını çektik
Sheperd S Doeleman, Event Horizon Teleskobu
Kara deliklerin nesneleri kavraması inanılmaz derecede zordur, çünkü evrendeki başka hiçbir şeye benzemeyen şekilde etraflarındaki zaman-uzayı çarpıtırlar.
Her kara deliğin merkezinde bir tekillik ya da kara deliğin yoğunluğunun sonsuz küçük bir alana sıkıştırıldığı bir nokta bulunur.
Bir kara deliğin çevresinde, aynı zamanda, bir kara deliğin çekiminden kaçmanın imkansız olduğu, dönüşü olmayan bir nokta olan olay ufku da vardır.
Kara Delikler: Gökbilimciler fenomenin ilk görüntüsünü yakaladı
Event Horizon Teleskobu kara delik resmini nasıl çekti?
Kara delikler olağanüstüdür ancak doğrudan bakmak ve fotoğraflarını çekmek imkansızdır.
Bunun yerine, EHT'nin gökbilimcileri, &ldquokara deliğin gölgesini&rdquo yakalamak için kara deliğin etrafındaki parlak madde halkasına baktılar.
Radboud Üniversitesi'nden Heino Falcke ve EHT bilim konseyi şunları söyledi: "Parlak bir gaz diski gibi parlak bir bölgeye daldırılırsak, bir kara deliğin gölgeye benzer karanlık bir bölge yaratmasını bekleriz ve Einstein'ın genel göreliliği tarafından asla tahmin edemeyeceğimiz bir şeyi tahmin ederiz." önce görüldü.
&ldquoOlay ufku tarafından ışığın kütleçekimsel bükülmesi ve yakalanmasının neden olduğu bu gölge, bu büyüleyici nesnelerin doğası hakkında çok şey ortaya koyuyor ve M87&rsquos kara deliğinin muazzam kütlesini ölçmemize izin verdi.&rdquo
Kara delik resmi: Messier 87 galaksisinin inanılmaz bir görüntüsü (Resim: ESO)
EHT yönetim kurulu üyesi Paul TP Ho şunları söyledi: "Gölgeyi görüntülediğimizden emin olduktan sonra, gözlemlerimizi çarpık uzay fiziğini, aşırı ısınmış maddeyi ve güçlü manyetik alanları içeren kapsamlı bilgisayar modelleriyle karşılaştırabiliriz.
"Gözlemlenen görüntünün özelliklerinin çoğu, teorik anlayışımıza şaşırtıcı derecede iyi uyuyor.
&ldquoBu, kara deliğin kütlesine ilişkin tahminimiz de dahil olmak üzere gözlemlerimizin yorumlanması konusunda bize güven veriyor.&rdquo
Ve Profesör Ward-Thompson şunları ekledi: "Şimdiye kadar burası bilimkurgu ve sanatçı izlenimlerinin alanıydı.
"Bir kara deliği görüntüleyen ilk ekibin bir parçası olmak inanılmaz bir duygu. Bu başarı, astronomideki diğer tüm başarıların yanında duruyor.&rdquo
Bu kara delik fotoğrafında neden eşit olmayan parlak alanlar var? - Astronomi
Geçmişte bunları hobilerim haline getirdiğim için genel olarak fizik, astronomi ve bilim hakkında ortalamanın üzerinde bir bilgim var. Ancak meslektaşım bana bu soruyu sorduğunda mantıklı gelmedi, bu yüzden önce ona yanıldığını söyledim. Ancak, astronotlar tarafından uzayda çekilmiş herhangi bir insan yapımı nesnenin (uydular, istasyonlar, Mekik vb.) herhangi bir fotoğrafına bakıldığında, ön plan nesnesi keskin odakta olmasına rağmen, arka plan herhangi bir ışıktan yoksundur (iğne batmaları dahil) hiç. Yıldızlar odak dışında olsa bile, fotoğraftaki siyah "boşluk" alanlarından bir miktar ışık kaydı olması gerektiğini düşündüm. Bu neden? Ben de şimdi yanılıyorsam, lütfen bana uzayda çekilmiş, yıldızları ve ön plandaki nesneyi gösteren, teleskopik merceksiz, doktorsuz bir fotoğraf gösterebilir misiniz?
Ancak, astronotlar tarafından uzayda çekilmiş herhangi bir insan yapımı nesnenin (uydular, istasyonlar, Mekik vb.) herhangi bir fotoğrafına bakıldığında, ön plan nesnesi keskin odakta olmasına rağmen, arka plan herhangi bir ışıktan yoksundur (iğne batmaları dahil) hiç. Yıldızlar odak dışında olsa bile, fotoğraftaki siyah "boşluk" alanlarından bir miktar ışık kaydı olması gerektiğini düşündüm.
Bu neden? Ben de şimdi yanılıyorsam, lütfen bana uzayda çekilmiş, yıldızları ve ön plandaki nesneyi gösteren, teleskopik merceksiz, doktorsuz bir fotoğraf gösterebilir misiniz?
Bahsettiğiniz uzaydaki insan yapımı nesnelerin tüm resimleri, ölümcül bir kusurdan muzdarip: astronomların "bütünleşme süresi" dediği şeyden yoksunlar. Uzayda bile yıldızlar çok sönüktür. Uzaydaki bir nesnenin fotoğrafını çekmek için bir kamera kullanıyorsanız, o zaman onu bir tür flaş kullanarak aydınlatmanız gerekir (tıpkı Dünya'daki gibi). Flaş yeterince parlaktır ki, kamera filminin maruz kaldığı süre, Dünya'daki gibi, saniyenin sadece bir kısmıdır. Bu kısa süre, flaşınızın aydınlattığı insan yapımı nesnenin bir resmini çekmek için fazlasıyla yeterli, ancak yıldızları yakalamak için çok kısa. Yıldızların kendilerinin teleskoplarla çekilmiş resimleri ile arka planda yıldızlar olan uzaydaki nesnelerin resimleri arasındaki temel fark, maruz kalma süresi veya entegrasyon süresidir: aslında, gökbilimciler elde ettikleri görüntüleri "doktora vermekten" kaçınmak için ellerinden gelen her şeyi yaparlar. çünkü bu, ulaşmaya çalıştıkları bilimi gizleyebilir.
Bahse girerim bunun kendin için nasıl çalıştığını görebilirsin. Bir dahaki sefere arkadaşlarınızla açık bir gecede dışarı çıktığınızda, arka planda yıldızlı bir gökyüzü ile fotoğraflarını çekin. Resimleri geliştirirken, fotoğrafı çekerken orada olduğunu bildiğiniz yıldızları dikkatle inceleyin. Tıpkı uzayda olduğu gibi, Dünya'da arkadaşlarınızın fotoğrafını çekmenize izin veren bir flaş yıldızları karartıyor (etki, ışık saçan atmosferimiz nedeniyle Dünya'da uzayda olduğundan daha belirgin olmalıdır). Gökyüzünü Dünya'dan fotoğraflamak için tıpkı uzayda olduğu gibi uzun pozlamalı bir kameraya ihtiyacınız var.
Sayfa en son 22 Haziran 2015 tarihinde güncellenmiştir.
Yazar hakkında
Kristine Spekkens
Kristine, galaksilerin dinamiklerini ve evrendeki karanlık madde hakkında bize neler öğretebileceklerini inceliyor. Doktorasını Ağustos 2005'te Cornell'den aldı, 2005-2008 yılları arasında Rutgers Üniversitesi'nde Jansky doktora sonrası araştırmacısıydı ve şu anda Kanada Kraliyet Askeri Koleji'nde ve Queen's Üniversitesi'nde öğretim üyesidir.
Biggest black hole blast discovered: Most powerful quasar outflow ever found
Astronomers using ESO's Very Large Telescope (VLT) have discovered a quasar with the most energetic outflow ever seen, at least five times more powerful than any that have been observed to date. Quasars are extremely bright galactic centres powered by supermassive black holes. Many blast huge amounts of material out into their host galaxies, and these outflows play a key role in the evolution of galaxies. But, until now, observed quasar outflows weren't as powerful as predicted by theorists.
Quasars are the intensely luminous centres of distant galaxies that are powered by huge black holes. This new study has looked at one of these energetic objects -- known as SDSS J1106+1939 -- in great detail, using the X-shooter instrument on ESO's VLT at the Paranal Observatory in Chile [1]. Although black holes are noted for pulling material in, most quasars also accelerate some of the material around them and eject it at high speed.
"We have discovered the most energetic quasar outflow known to date. The rate that energy is carried away by this huge mass of material ejected at high speed from SDSS J1106+1939 is at least equivalent to two million million times the power output of the Sun. This is about 100 times higher than the total power output of the Milky Way galaxy -- it's a real monster of an outflow," says team leader Nahum Arav (Virginia Tech, USA). "This is the first time that a quasar outflow has been measured to have the sort of very high energies that are predicted by theory."
Many theoretical simulations suggest that the impact of these outflows on the galaxies around them may resolve several enigmas in modern cosmology, including how the mass of a galaxy is linked to its central black hole mass, and why there are so few large galaxies in the Universe. However, whether or not quasars were capable of producing outflows powerful enough to produce these phenomena has remained unclear until now [2].
The newly discovered outflow lies about a thousand light-years away from the supermassive black hole at the heart of the quasar SDSS J1106+1939. This outflow is at least five times more powerful than the previous record holder [3]. The team's analysis shows that a mass of approximately 400 times that of the Sun is streaming away from this quasar per year, moving at a speed of 8000 kilometres per second.
"We couldn't have got the high-quality data to make this discovery without the VLT's X-shooter spectrograph," says Benoit Borguet (Virginia Tech, USA), lead author of the new paper. "We were able to explore the region around the quasar in great detail for the first time."
As well as SDSS J1106+1939, the team also observed one other quasar and found that both of these objects have powerful outflows. As these are typical examples of a common, but previously little studied, type of quasars [4], these results should be widely applicable to luminous quasars across the Universe. Borguet and colleagues are currently exploring a dozen more similar quasars to see if this is the case.
"I've been looking for something like this for a decade," says Nahum Arav, "so it's thrilling to finally find one of the monster outflows that have been predicted!"
[1] The team observed SDSS J1106+1939 and J1512+1119 in April 2011 and March 2012 using the X-shooter spectrograph instrument attached to ESO's VLT. By splitting the light up into its component colours and studying in detail the resultant spectrum the astronomers could deduce the velocity and other properties of the material close to the quasar.
[2] The powerful outﬂow observed in SDSS J1106+1939 carries enough kinetic energy to play a major role in active galaxy feedback processes, which typically require a mechanical power input of roughly 5% of the luminosity of the quasar. The rate at which kinetic energy is being transferred by the outflow is described as its kinetic luminosity.
[3] SDSS J1106+1939 has an outflow with a kinetic luminosity of at least 1046 ergs s&minus1. The distances of the outflows from the central quasar (300-8000 light-years) was greater than expected suggesting that we observe the outflows far from the region in which we assume them to initially accelerated (0.03-0.4 light-years).
Nasa reveals why monster black hole at centre of Milky Way isn’t ‘feeding’ on everything around it
The galaxy we call home has a gigantic ‘supermassive’ black hole at its centre which has so far failed to swallow up Earth and all its beautiful residents.
Now Nasa thinks it knows why the dark behemoth is relatively quiet compared to its greedy cousins in other galaxies.
The hole is called Sagittarius A* and is lurking about 25,640 light years away from Earth – which is great because this means it’s more or less certain to never eat our planet.
New research from Nasa has explained why the cosmic colossus does not appear to be as ravenous as more ‘active’ black holes, which feast on anything nearby and then emit huge burps of high energy radiation.
Astronomers used the Stratospheric Observatory for Infrared Astronomy (SOFIA) to examine the magnetic fields around Sagittarius A*.
They found that the field ‘channels’ the gas surrounding the hole into orbit around it.
If magnetic forces steered the gas into the monster, it would become ‘active’.
‘The spiral shape of the magnetic field channels the gas into an orbit around the black hole,’ said Darren Dowell, a scientist at NASA’s Jet Propulsion Laboratory.
‘This could explain why our black hole is quiet while others are active.’
Scientists recently discovered that the supermassive monster blasting a beam of radio waves directly at our planet.
But don’t worry, because although scientists really have spotted this ‘jet’ emanating from the behemoth, it doesn’t mean we’re about to get blasted into oblivion due to the gigantic distance between Earth and Sagittarius A*.
It’s surrounded by a foggy cloud of hot gas, meaning we can’t just snap pictures of it using traditional telescopes.
And it’s so far away that looking at it is like trying to spot a tennis ball on the moon from down here on Earth.
Now scientists from Radboud University in The Netherlands have used a technique called Very Long Baseline Interferometry which combines several different telescopes on Earth to form one massive ‘virtual telescope’.
They found that a beam of radio waves is blasting towards Earth, which sounds ominous but probably just means the black hole is lying on its side.
More: Tech
Aliens could be watching us from 29 different planets, astronomers reckon
Antivirus software tycoon John McAfee 'kills himself' in Barcelona jail cell
'Alarming' climate change reports say UK isn't doing enough
It may also mean the radio waves are being produced inside a cloud of gas that’s being sucked into the hole, although this would be highly unusual.
‘This may indicate that the radio emission is produced in a disk of infalling gas rather than by a radio jet,” explained PhD student Sara Issaoun.
‘However, that would make Sgr A* an exception compared to other radio emitting black holes. The alternative could be that the radio jet is pointing almost at us.’
The only black hole we’ve ever seen has a shadow that wobbles
A simulation of the accretion disk of the M87* supermassive black hole. EHT / Hotaka Shiokawa
Over a year ago, scientists unleashed something incredible on the world: the first photo of a black hole ever taken. By putting together radio astronomy observations made with dishes across four continents, the collaboration known as the Event Horizon Telescope managed to peer 53 million light-years away and look at a supermassive black hole, which is 6.5 million times the mass of the sun and sits at the center of the galaxy Messier 87 (M87). The fiery historic image showed off a bright crescent of ultra-hot gas and debris orbiting the black hole’s event horizon, the pitch-black central point-of-no-return that traps anything that goes over, even light.
The EHT team had just made one of the most impressive achievements in the history of astronomy, but this was only the beginning. On Wednesday, members of the EHT collaboration published new findings in the Astrophysical Journal about M87’s supermassive black hole (known as M87*), revealing two new major insights.
First, the shadow diameter of the event horizon doesn’t change over time, which is exactly what Einstein’s theory of general relativity predicts for a supermassive black hole of M87*’s size. However, the second insight is that the bright crescent adorning this shadow is far from stable: it wobbles. There’s so much turbulent matter surrounding M87* that it makes sense the crescent would bug out and get fidgety. But the fact that we can watch it over time means we now have an established method for studying the physics of one of the most extreme kinds of environment in the entire universe.
“We want to understand physics in the extreme conditions in the vicinity of a black hole and learn about how the black hole interacts with the matter in its immediate environment,” says Maciek Wielgus, an astronomer with the Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics and the lead author of the new study. “Studying the dynamics of the crescent-like appearance of a black hole is a way to probe this fascinating environment.”
Before the EHT, scientists didn’t have the sensitive tools needed to study the structural changes a black hole goes through. “It was like watching a movie with a 1-pixel resolution,” says Wielgus. “You see that the brightness is changing in time—clearly something is going on there—but good luck figuring out what the movie is about.”
The new findings don’t make new observations of M87*, but rather characterize the shadow crescent through a new analysis of data collected from 2009 to 2013 during the EHT’s early days, combined with the 2017 data set that led to the image of the black hole in the first place. The older data was less detailed because of software constraints and more limited hardware, but it spanned a longer period of time. Meanwhile, the newer data set consisted of just four observations of M87* over one week, but it was much richer and more nuanced. Wielgus and his team were able to use details from the new data to fill in gaps in the old, as you might add a new corrective filter to an old photo to make it sharper. Bam—they had a high-quality time-lapse of M87*, over time scales stretching for several weeks.
The EHT is still processing the 2018 observations and plans to run new observations of M87 next year, using 10 telescopes in total. Those observations, which will involve a deeper study of the crescent, could reveal new insights into the spin of a black hole, the strength of its magnetic field, and the plasma microphysics of the surrounding matter. In turn, researchers hope those insights can be part of a bigger body of work that solves the mystery behind some of the wildest phenomena involved in supermassive black holes, like what drives the ejection of highly ionized matter from their center.
Milky Way’s black hole appears to be getting hungrier
Artist’s concept of an object called S0-2 orbiting our Milky Way’s supermassive black hole. Astronomers tracked this object for years, hoping to catch it falling over the hole’s event horizon. It did not fall in, but its close approach in 2018 might be one reason for the black hole’s growing appetite now. Image via Nicolle Fuller/National Science Foundation.
UCLA astronomers announced on September 11, 2019, that, last May, they caught the supermassive black hole at the center of our Milky Way galaxy having an unusually large meal of interstellar gas and dust. They caught the feast on May 13 (although of course it happened some 25,000 years ago earlier, since the center of the galaxy is about 25,000 light-years away). What they saw was this. The black hole – called Sagittarius A*, pronounced Sagittarius A-star – became extremely bright in May 2019, growing 75 times as bright for a few hours. Yet, as of now, the researchers don’t yet understand why. Why did the area just outside the black hole’s event horizon – its point of no return – suddenly become brighter? What did it ingest, and why at that time?
Astronomer Tuan Do is lead author of new research describing this event, published September 11 in Astrofizik Dergi Mektupları. He also produced the timelapse in the tweet below, which depicts the brightness changes at Sgr A*. Andrea Ghez, of the UCLA Galactic Center Group, is co-senior author on the new paper. She said:
We have never seen anything like this in the 24 years we have studied the supermassive black hole. It’s usually a pretty quiet, wimpy black hole on a diet. We don’t know what is driving this big feast.
In a statement, the researchers also said they:
… analyzed more than 13,000 observations of the black hole from 133 nights since 2003. The images were gathered by the W. M. Keck Observatory in Hawaii and the European Southern Observatory’s Very Large Telescope in Chile. The team found that on May 13, the area just outside the black hole’s ‘point of no return’ (so called because once matter enters, it can never escape) was twice as bright as the next-brightest observation.
They observed large changes on two other nights this year all three of those changes were ‘unprecedented,’ Ghez said.
They said the brightness surrounding the black hole always varies somewhat, but the extreme variations in brightness observed this year left them “stunned.”
In an absolute sense, the increased brightness on a few nights in 2019 can be explained by radiation from gas and dust falling into the black hole. One hypothesis about the increased activity is that when a star called S0-2 made its closest approach to the black hole during the summer 2018, it launched a large quantity of gas that reached the black hole this year. Tuan Do, the study’s lead author, said:
The first image I saw that night, the black hole was so bright I initially mistook it for the star S0-2, because I had never seen Sagittarius A* that bright. But it quickly became clear the source had to be the black hole, which was really exciting.
Another possibility involves a bizarre object known as G2, which is most likely a pair of binary stars, which made its closest approach to the black hole in 2014. It’s possible the black hole could have stripped off the outer layer of G2, Ghez said, which could help explain the increased brightness just outside the black hole.
Morris said another possibility is that the brightening corresponds to the demise of large asteroids that have been drawn in to the black hole.
Here's a timelapse of images over 2.5 hr from May from @keckobservatory of the supermassive black hole Sgr A*. The black hole is always variable, but this was the brightest we’ve seen in the infrared so far. It was probably even brighter before we started observing that night! pic.twitter.com/MwXioZ7twV
– Tuan Do (@quantumpenguin) August 11, 2019
The question for astronomers is, what does this activity mean? Is it simply an extraordinary singular event, or is it a precursor to significantly increased activity for Sgr A*? Mark Morris, UCLA professor of physics and astronomy, is another author on the paper. He said:
The big question is whether the black hole is entering a new phase – for example if the spigot has been turned up and the rate of gas falling down the black hole ‘drain’ has increased for an extended period – or whether we have just seen the fireworks from a few unusual blobs of gas falling in.
The team has continued to observe the area. They say they’ll try to settle the question based on what they see from new images. Ghez said:
We want to know how black holes grow and affect the evolution of galaxies and the universe. We want to know why the supermassive hole gets brighter and how it gets brighter.
By the way, these astronomers commented:
The black hole is some 26,000 light-years away and poses no danger to our planet. Do said the radiation would have to be 10 billion times as bright as what the astronomers detected to affect life on Earth.
Astrofizik Dergi Mektupları also published a second article by the researchers, describing speckle holography, the technique that enabled them to extract and use very faint information from 24 years of data they recorded from near the black hole.
Ghez’s research team reported July 25 in the journal Bilim the most comprehensive test of Einstein’s iconic general theory of relativity near the black hole. Their conclusion that Einstein’s theory passed the test and is correct, at least for now, was based on their study of S0-2 as it made a complete orbit around the black hole.
… studies more than 3,000 stars that orbit the supermassive black hole. Since 2004, the scientists have used a powerful technology that Ghez helped pioneer, called adaptive optics, which corrects the distorting effects of the Earth’s atmosphere in real time. But speckle holography enabled the researchers to improve the data from the decade before adaptive optics came into play. Reanalyzing data from those years helped the team conclude that they had not seen that level of brightness near the black hole in 24 years.
It was like doing LASIK surgery on our early images. We collected the data to answer one question and serendipitously unveiled other exciting scientific discoveries that we didn’t anticipate.
Bottom line: UCLA astronomers announced on September 11, 2019, that – in May – they caught the supermassive black hole at the center of our Milky Way galaxy having an unusually large meal of interstellar gas and dust. Why did the area just outside the black hole’s event horizon – its point of no return – suddenly become dramatically brighter? What did it ingest, and why at that time?
Supermassive black hole nearest Earth is becoming mysteriously, intensely bright, astronomers say
The huge black hole at the heart of our galaxy has turned unusually bright – and scientists have no explanation for the dramatic behaviour.
It has started eating far more interstellar gas and dust than it has ever been seen doing before, researchers said. When they first spotted it, they thought they had accidentally looked a star – but further research has shown that the black hole is in fact showing behaviour that astronomers had never expected.
“We have never seen anything like this in the 24 years we have studied the supermassive black hole,” said Andrea Ghez, UCLA professor of physics and astronomy and a co-senior author of the research. “It’s usually a pretty quiet, wimpy black hole on a diet.
"We don’t know what is driving this big feast.”
Scientists looked through observations taken since 2003, from observatories in Hawaii and Chile. They noticed that on 13 May, the back hole was lit up twice as bright as had ever been before – and it continued to turn incredibly bright on two other nights this year.
Best Nasa pictures of the month - August 2019
1 /10 Best Nasa pictures of the month - August 2019
Best Nasa pictures of the month - August 2019
Best Nasa pictures of the month - August 2019
Best Nasa pictures of the month - August 2019
Best Nasa pictures of the month - August 2019
Best Nasa pictures of the month - August 2019
Best Nasa pictures of the month - August 2019
Best Nasa pictures of the month - August 2019
Best Nasa pictures of the month - August 2019
Best Nasa pictures of the month - August 2019
Best Nasa pictures of the month - August 2019
The changes are "unprecedented", scientists say, and it is not clear why they are happening.
Recommended
The kind of brightness spotted by researchers usually comes from radiation thrown out as gas and dust is eaten up by the black hole. As such, it could be just the beginning in a major change in the activity of the black hole.
“The big question is whether the black hole is entering a new phase — for example if the spigot has been turned up and the rate of gas falling down the black hole ‘drain’ has increased for an extended period — or whether we have just seen the fireworks from a few unusual blobs of gas falling in,” said Mark Morris, UCLA professor of physics and astronomy and the author of a paper describing the discovery..
Scientists will now keep looking at the area and hope that new images can help resolve that question. That could in turn help us understand how black holes grow and the kinds of effects they have on the galaxy and the larger universe.
The brightening could have come from the fact that a star was seen going very close to the black hole in summer last year, or that another mysterious object known as G2 had its outer layer ripped off when it passed by in 2014. It might also be the result of big asteroids passing near the black hole, scientists said.
The black hole poses no danger to life on Earth. It is 26,000 light years away, and the radiation coming out of it would need to be 10 billion times brighter to have any effect here.
“Awakened” –Unknown Objects Detected Orbiting Milky Way’s Central Black Hole
Up until this May, 2019, Sagittarius A* (Sgr A*), the Milky Way’s central supermasive black hole appeared like a massive, dormant volcano, a sleeping monster, a slumbering region of spacetime where gravity is so strong that “what goes into them does not come out.”
On that beautiful May evening at Hawaii’s Keck Observatory set atop Mauna Kea, UCLA astrophysicist Tuan Do tweeted time lapse of images over 2.5 hours from May from @keckobservatory of the supermassive black hole Sgr A*. “The black hole is always variable,” Ko observes, “but this was the brightest we’ve seen in the infrared so far. It was probably even brighter before we started observing that night!”
“The black hole was so bright I at first mistook it for the star S0-2, because I had never seen Sgr A* that bright,” Do said in an interview with ScienceAlert “Over the next few frames, though, it was clear the source was variable and had to be the black hole. I knew almost right away there was probably something interesting going on with the black hole.”
It appears that something disrupted Sgr*A’s slumber. Conjectures for its recent flaring range from data errors to SO-2, one of two stars that approach very closely to Sgr. A* in an elliptical orbit. Every 16 years, it’s at its closest. In the middle of 2018 was its last closest approach, when it was only 17 light-hours away from the black hole. Another strong possibility is the massive gas cloud known as G2 that might be drawn into Sgr. A*’s accretion disk causing it to flare brightly as it was heated, triggering a chain of events that caused or contributed to the May 2019 flaring.
“We have wondered why the Milky Way’s black hole appears to be a slumbering giant,” observed Tatsuya Inui of Kyoto University in Japan. “But now we realize that the black hole was far more active in the past. Perhaps it’s just resting after a major outburst.” Tatsuya Inui is part of a team that used results from Japan’s Suzaku and ASCA X-ray satellites, NASA’s Chandra X-ray Observatory, and the European Space Agency’s XMM-Newton X-ray Observatory, to determine the history of our black hole.
It turns out that, approximately 300 years ago, Sagittarius A* let loose, expelling a massive energy flare. Data taken from 1994 to 2005 revealed that clouds of gas near the central black hole, known as Sagittarius B2, brightened and faded quickly in X-ray light. The X-rays were emanating from just outside the black hole, created by the buildup of matter piling up outside the black hole, which subsequently heats up and expels X-rays.
These pulses of X-ray take 300 years to traverse the distance between Sagittarius A* and Sagittarius B2, so that when we witness something happening in the cloud, it is responding to something that happened 300 years ago. Amazingly for us, in a rare occurrence of perfect cosmic timing, a region in Sagittarius B2, only 10 light-years across varied dramatically in brightness. “By observing how this cloud lit up and faded over 10 years, we could trace back the black hole’s activity 300 years ago,” says team member Katsuji Koyama of Kyoto University.
It appears that the cosmos is setting the stage is being set for the first ever image of SgrA* by the Event Horizon Telescope (EHT). When it’s completed, the image is sure to equal the famous “Earthrise” photo taken by Apollo 8 astronaut Bill Anders in December 1968. The obvious target for the Event Horizon Telescope, the team hopes to get imagery of our supermassive black hole soon, said Shep Doeleman, an astronomer at the Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics and director of the Event Horizon Telescope that created the first-ever image of the gargantuan black hole 55 million light-years from Earth in neighboring galaxy M87.
Data from the EHT as opened a window on the inner workings of how material spirals towards black holes, finally disappearing across their event horizons, and growing into what physicist Avery Broderick of the Perimeter Institute calls “monsters lurking in the night.”
Taking images of the accretion disk around Sagittarius A*, which has an event horizon that is smaller than the orbit of Mercury, is a feat akin to trying to image a grapefruit on the moon. But the EHT array should be able to accomplish that. “There are now enough telescopes in the array, in principle, to make images in the next couple of years,” Broderick adds.
Those images will enable astrophysicists to transform our understanding of how black holes grow, how they interact with their surroundings, and even the nature of gravity. By studying the details of the cosmic “traffic jam” caused by gas as it rushes headlong towards the black hole, researchers will be able to check if Albert Einstein’s theory of general relativity, one of the pillars of modern physics, holds up in the extreme gravity conditions around black holes.
What we’ll see when the EHT actually sees Sagittarius A* is an area slightly outside the event horizon itself — a region defined by the location closest to the black hole where a beam of light could orbit on a circle, known as the “last photon orbit.” Were you to float there, says astrophysicist Janna Levin, professor of physics and astronomy at Barnard College of Columbia University and author of Black Hole Blues, “you could see light reflected off the back of your head after completing a round trip. Or, if you turned around quickly enough, you might see your own face. Closer than that, all the light falls in.”
On May 5, 2019 The Galaxy reported that unknown objects were detected orbing Sgr*A: “They have clearly seen something moving. What it is, is not exactly clear.”” said Doeleman.
More than 50 years ago, scientists saw that there was something very bright at the center of our galaxy, says Paul McNamara, an astrophysicist at the European Space Agency. It has a gravitational pull strong enough to make stars orbit around it very quickly—as fast as 20 years, compared to our Solar System’s journey, which takes about 230 million years to circle the center of the Milky Way.
That “very bright something” was Sgr A*. Last October, 2018, before the release of the first image of the M87 black hole from the Event Horizon Telescope (EHT), astronomers announced that they found something orbiting the innermost possible orbit of the supermassive black hole. Their measurements suggest that these “hotspots” — perhaps made of blobs of plasma — are spinning not far from the innermost orbit allowed by the laws of physics.
The newly detected hotspots, reports Joshua Sokol in Quanta, “afford astronomers their closest look yet at the funhouse-mirrored space-time that surrounds a black hole. And in time, additional observations will indicate whether those known laws of physics truly describe what’s going on at the edge of where space-time breaks down.”
“It’s mind-boggling to actually witness material orbiting a massive black hole at 30% of the speed of light,” marveled Oliver Pfuhl, a scientist at the Max Planck Institute for Extraterrestrial Physics
For astrophysicists, this glimpse at plasma is interesting in and of itself. “We have a totally new environment, which is totally unknown,” said Nico Hamaus, a cosmologist at Ludwig Maximilian University in Munich, who also developed the early hot spot theory.
While some matter in the accretion disc — the belt of gas orbiting Sagittarius A* at relativistic speeds — can orbit the black hole safely, anything that gets too close is doomed to be pulled beyond the event horizon. The closest point to a black hole that material can orbit without being irresistibly drawn inwards by the immense mass is known as the innermost stable orbit, and it is from here that the observed flares originate.
Relativistic speeds are those which are so great that the effects of Einstein’s Theory of Relativity become significant. In the case of the accretion disc around Sagittarius A*, the gas is moving at roughly 30% of the speed of light.
“We were closely monitoring S2, and of course we always keep an eye on Sagittarius A*,” explained Pfuhl. “During our observations, we were lucky enough to notice three bright flares from around the black hole — it was a lucky coincidence!”
Reinhard Genzel, of the Max Planck Institute for Extraterrestrial Physics (MPE), who led the study, explained: “This always was one of our dream projects but we did not dare to hope that it would become possible so soon.” Referring to the long-standing assumption that Sagittarius A* is a supermassive black hole, Genzel concluded that “the result is a resounding confirmation of the massive black hole paradigm.”
The Daily Galaxy, Max Goldberg, via Perimeter Institute for Theoretical Physics, ESO and Quanta