Astronomii au căutat de mult timp dovezi solide că Sagittarius A* (Sgr A*), gaura neagră supermasivă aflată în centrul galaxiei Calea Lactee, emite jeturi de particule de mare energie. În cele din urmă le-au găsit ca urmare a noile rezultate obţinute cu ajutorul observatorului în raze X Chandra al NASA şi a radiotelescopului Very Large Array (VLA) al National Science Foundation.
Studiile anterioare, care au folosit o mulţime de telescoape, au sugerat că ar exista jeturi de particule de mare energie care sunt emise de gaura neagră, dar aceste analize, inclusiv cu privire la direcţia în care ar fi orientate aceste presupuse jeturi, s-au contrazis adeseori între ele şi nu au putut fi considerate definitive.
O imagine compozită ce prezintă gaura neagră supermasivă din centrul galaxiei Calea Lactee denumită Sagittarius A* (Sgr A*). Credit imagine în raze X: NASA/CXC/UCLA/Z.
Credit imagine: NRAO/VLA
„Timp de decenii astronomii au studiat un presupus jet ce ar proveni din gaura neagră aflată în centrul galaxiei Calea Lactee. Noile noastre observaţii sprijină mai puternic ideea existenţei unui astfel de jet", a spus Zhiyuan Li de la Nanjing University din China, autorul principal al unui studiu care va apare într-o ediţie viitoare a The Astrophysical Journal şi care în prezent este disponibil online.
Jeturi compuse din particule de mare energie se găsesc în întregul Univers. Ele sunt produse de către stelele tinere şi de către găurile negre de o mie de ori mai masive decât gaura neagră din centrul galaxiei Calea Lactee. Ele joacă un rol important în transferul de energie de la obiectul central către exterior şi, la o scară galactică, acest proces contribuie la stabilirea vitezei de formarea a noilor stele.
„Ne-am dorit mult să găsim un jet ce provine din Sgr A*, deoarece acesta ne indică direcţia axei de rotaţie a găurii negre. Acest lucru ne oferă indicii importante cu privire la modul prin care s-a mărit gaura neagră", a declarat Mark Morris de la University of California din Los Angeles, un coautor al studiului.
Studiul arată că axa de rotaţie a Sgr A* este îndreptată într-o direcţie paralele cu axa de rotaţie a galaxiei Calea Lactee, ceea ce le indică astronomilor faptul că gazul şi praful s-au deplasat în mod constant către Sgr A* în ultimii 10 miliarde de ani. În cazul în care Calea Lactee s-a ciocnit cu alte galaxii mari în trecutul recent şi găurile negre centrale ale acestora au fuzionat cu Sgr A*, atunci jetul ar putea fi orientat în orice direcţie.
Jetul pare să fi difuzat în gazul aflat lângă Sgr A* ceea ce a dus la apariţia de raze X care au fost detectate de observatorul Chandra şi a emisiilor radio observate de VLA. Cele două dovezi principale în favoarea existenţei acestui jet sunt reprezentate de o linie dreaptă de raze X care sunt emise de gazul care se îndreaptă spre Sgr A şi de o undă de şoc, similară cu cea observată în cazul depăşirii zidului sonic, ce apare în urma analizei datelor radio în care acest jet pare să se izbească de gazul din jurul găurii negre. În plus, semnătura energetică, sau spectrul de frecvenţe, în raze X a Sgr A* seamănă cu cea a jeturilor ce provin din găurile negre supermasive aflate în alte galaxii.
Oamenii de ştiinţă cred că aceste jeturi sunt produse atunci când materia care se îndreaptă spre o gaură neagră este redirecţionată spre exterior. Deoarece în prezent se crede că Sgr A* consumă o cantitate foarte mică de materie, nu este surprinzător faptul că jetul are o intensitate slabă. Un jet care se deplasează în direcţia opusă nu este identificat probabil din cauza faptului că gazul sau praful existent împiedică observarea acestuia de pe Pământ sau datorită unui deficit de materie care nu permite formarea unui jet de energie mare.
Regiunea din jurul lui Sgr A* este lipsită de strălucire ceea ce înseamnă că gaura neagră a fost liniştită în ultimele câteva sute de ani. Cu toate acestea, un alt studiu realizat cu ajutorul observatorului Chandra a anunţat luna trecută că această regiune a fost de cel puţin de un milion de ori mai luminoasă în trecut.
„Ştim că această gaură neagră gigant a fost în trecut mult mai activă în ceea ce priveşte consumul de materie. Atunci când aceasta se va trezi din nou jetul va putea lumina în mod spectaculos", a declarat coautorul studiului Frederick K. Baganoff de la Massachusetts Institute of Technology din Cambridge, Massachusetts.
Astronomii au sugerat că bulele gigantice compuse din particule de mare energie care se extind în afara galaxiei Calea Lactee şi care au fost detectate de către telescopul în raze gama Fermi al NASA în anul 2008 ar fi cauzate de jeturile emise de Sgr A* care sunt aliniate cu axa de rotaţie a galaxiei. Cele mai recente rezultate obţinute cu ajutorul lui Chandra susţin această explicaţie.
Gaura neagră supermasivă din centrul galaxiei Calea Lactee este de aproximativ patru milioane de ori mai masivă decât Soarele nostru şi se află la aproximativ 26.000 de ani-lumină de Pământ. Observaţiile Chandra utilizate în acest studiu au fost obţinute în perioada septembrie 1999 - martie 2011 şi au însumat un interval de expunere de aproximativ 17 zile.
Traducere de Cristian-George Podariu după chandra-evidence-jet-milky-black cu acordul editorului
