Pressemeddelelse

En varm gasboble kredser om det supertunge sorte hul i centrum af Mælkevejen

22. september 2022

En gruppe astronomer har fundet tegn på, at en "hot spot" af varm gas kredser om Sagittarius A* - det supertunge sorte hul i centrum af vores Mælkevej. Opdagelserne med teleskopanlægget ALMA - Atacama Large Millimeter/submillimeter Array, giver os bedre mulighed for at forstå hvad det er, der sker omkring vores eget galaktiske centrum.

"Vi mener, at vi ser en boble af varm gas, som suser rundt om Sagittarius A* i en bane af samme diameter som den, som planeten Merkur har om Solen. Det tager blot i dette tilfælde bare 70 minutter at tage hele rundturen. Det kan kun gøres, hvis boblen bevæger sig med den formidable hastighed af 30% af lyshastigheden", siger Maciek Wielgus fra Max Planck Institute for Radio Astronomy in Bonn, som har stået for undersøgelsen, som idag bliver offentliggjort i tidsskriftet Astronomy & Astrophysics.

Observationerne blev foretaget med ALMA i den chilenske del af Andesbjergene. Det er et radioteleskopanlæg, som ESO - European Southern Observatory, og dermed Danmark er medejer af. Det skete i forbindelse med en observationskampagne i april 2017, hvor det internationale samarbejde Event Horizon Telescope (EHT) Collaboration forsøgte med held at skabe et billede af sorte huller. EHT koblede otte eksisterende radioteleskoper placeret over hele Jordkloden sammen; her iblandt ALMA, og resultatet blev det billede af Sagittarius A*, som for nyligt blev offentliggjort. For at kalibrere EHT-dataene brugte Wielgus og hans kolleger, som også er en del af EHTsamarbejdet, data fra ALMA, som er registreret samtidig med EHT-observationerne af Sagittarius A*. Til overraskelse for forskerholdet lå der gemt flere spor om det sorte huls omgivelser alene i ALMA-observationerne.

Tilfældigvis blev nogle af disse observationer foretaget kort tid efter at et udbrud af röngtenstråling skete fra vores Mælkevejs centrum. Det blev opfanget af NASAs NASA’s Chandra Rumteleskop. Denne slags udbrud, som også tidligere er observerede med teleskoper følsomme for röntgtenstråling og infrarødt lys, menes af være koblet til såkaldte "hot spots"; varme bobler af gasarter, som kredser meget hurtigt og tæt på det sorte hul.

"Det, som er virkelig nyt og interessant er, at den slags udbrud tidligere kun har været målt i röntgen- og infrarødobservationer af Sagittarius A*. Her så vi for første gang en meget stærk antydning af, at disse hot spots kan ses i observationer i radiobølgeområdet," siger Wielgus, som også arbejder i forbindelse med Nicolaus Copernicus Astronomical Centre i Polen og med Black Hole Initiative at Harvard University, USA. 

"Måske viser disse hot spots, som ses i infrarødt lys det samme fysiske fænomen: at hot spots, som udsender infrarødt lys nedkøles, og at de så bliver synlige i længere bølgelængder, som vi har set det med ALMA og EHT," tilføjer Jesse Vos, som er PhDstuderende ved Radboud Universitetet i Nederlandene. Han er også tilknyttet arbejdsgruppen her.

Forskerne har længe ment, at udbruddene må stamme fra magnetiske vekselvirkninger i den meget varme gas, som kredser meget tæt omkring Sagittarius A*, og de nye opdagelser støtter denne ide. "Nu finder vi stærke beviser for, at disse udbrud har en magnetisk oprindelse, og vore observationer giver os nogle spor til at forstå geometrien i processen. De nye data er en stor hjælp til at opbygge en teoretisk tolkning af, hvad der sker her," siger medforfatter Monika Mościbrodzka fra Radboud University.

Med ALMA kan astronomerne studere polariseret radiostråling fra Sagittarius A*, og det kan bruges til at kortlægge det magnetiske felt omkring det sorte hul. Forskerne har brugt observationerne her sammen med teoretiske modeller til at lære mere om dannelsen af disse hot spots, og om de omgivelser, som de findes i, i magnetfelterne omkring Sagittarius A*. De nye resultater giver finere bestemmelser af formen for magnetfelterne, end man før har haft, og dermed bliver astronomerne bedre i stand til at forstå det sorte hul og dets omgivelser.

Observationerne her bekræfter nogle af de hidtidige opdagelser, som er gjort med instrumentet GRAVITY i det infrarøde område, på ESOs Very Large Telescope (VLT). Data fra GRAVITY og ALMA antyder tilsammen at udbruddene stammer fra en klump gasser, som suser omkring det sorte hul med omkring 30% af lysets hastighed i en retning, som på himlen er med uret rundt, og hvor man ser banen for dette hot spot næsten ovenfra.

"I fremtiden vil vi formentlig kunne følge hot spots i mange forskellige bølgelængder ved at koordinere bredbåndede observationer både med GRAVITY og ALMA. Hvis det lykkes, vil det virkelig være en milepæl for vores forståelse af fysikken bag disse udbrud i centrum af vores galakse," siger Ivan Marti-Vidal fra Universitetet i Valencia i Spanien, som også er medforfatter til artiklen.

Forskerholdet håber direkte at kunne observere de kredsende gasklumper med EHT, for i endnu større grad at komme tættere på selve det sorte hul, og lære noget mere om det. "Forhåbentlig kan vi en dag med fortrøstning sige, at vi "véd", hvad er foregår i Sagittarius A*", slutter Wielgus.

Mere information

Forskningsresultaterne her offentliggøres i en artikel med titlen “Orbital motion near Sagittarius A* – Constraints from polarimetric ALMA observations” i Astronomy & Astrophysics (https://www.aanda.org/10.1051/0004-6361/202244493).

Forskerholdet består af M. Wielgus (Max-Planck-Institut für Radioastronomie, Tyskland [MPIfR]; Nicolaus Copernicus Astronomical Centre, Polish Academy of Sciences, Polen; Black Hole Initiative at Harvard University, USA [BHI]), M. Moscibrodzka (Department of Astrophysics, Radboud University, Nederlandene [Radboud]), J. Vos (Radboud), Z. Gelles (Center for Astrophysics | Harvard & Smithsonian, USA and BHI), I. Martí-Vidal (Universitat de València, Spanien), J. Farah (Las Cumbres Observatory, USA; University of California, Santa Barbara, USA), N. Marchili (Italian ALMA Regional Centre, INAF-Istituto di Radioastronomia, Italien and MPIfR), C. Goddi (Dipartimento di Fisica, Università degli Studi di Cagliari, Italien and Universidade de São Paulo, Brasilien), og H. Messias (Joint ALMA Observatory, Chile).

ALMA, Atacama Large Millimeter/submillimeter Array, er et internationalt astronomisk observatorium, med ESO, US National Science Foundation (NSF) og National Institutes of Natural Sciences (NINS) i Japan i samarbejde med Chile. ALMAs finansieres af ESO (Det europæiske sydobservatorium), NSF i samarbejde med Canadas National Research Council og National Science Council i Taiwan, og af NINS i samarbejde med Academia Sinica i Taiwan og Korea Astronomy and Space Science Institute (KASI).

Opbygning og drift af ALMA styres af ESO på vegne af medlemstaterne, af National Radio Observatory ved Associated Universities, Inc. på vegne af Nordamerika og af National Astronomical Observatory i Japan på vegne af Østasien. Organisationen Joint ALMA Observatory, JAO står for den fælles ledelse og styring af konstruktion og drift af ALMA.

European Southern Observatory (ESO) gør det muligt for forskere fra hele Verden at udforske Universets hemmeligheder til nytte for os alle. Vi designer, bygger og driver jordbaserede observatorier i verdensklasse - og herfra kan astronomerne dykke ned i spændende spørgsmål og sprede glæden ved astronomien, samtidig med at det internationale samarbejde omkring astronomi styrkes. ESO blev stiftet som en tværnational organisation i 1962, og idag støttes ESO af 16 medlemstater (Belgien, Danmark, Finland, Frankrig, Irland, Italien, Nederlandene, Polen, Portugal, Spanien, Sverige, Schweiz, Storbritannien, Tjekkiet, Tyskland og Østrig ) med Chile som værtsnation og med Australien som strategisk partner. ESOs hovedkvarter, besøgscenter og planetarium - ESO Supernova - befinder sig tæt ved München i Tyskland, og Atacamaørkenen i Chile er stedet, hvor vore teleskoper er opstillet; i et område hvor der er enestående muligheder for at observere himlen. ESO driver tre observatorier: La Silla, Paranal og Chajnantor. På Paranal driver ESO Very Large Telescope og det tilhørende Very Large Telescope Interferometer, og desuden to oversigtsteleskoper: VISTA, som opererer i det infrarøde og VLT Survey Telescope i det synlige bølgelængdeområde. På Paranal vil ESO ligeledes sørge for driften af Cherenkov Telescope Array South, som bliver Verdens største og mest følsomme observatorium for gammastråler. Sammen med en række internationale partnere driver ESO APEX og ALMA på Chajnantorhøjsletten. Det er to anlæg, som observerer himlen i millimeter- og submillimeterområderne. På Cerro Armazones tæt ved Paranal bygges for tiden "Verdens største himmeløje" - ESOs Extremely Large Telescope. Fra vore kontorer i Santiago, Chile understøtter vi vort arbejde i landet, og samarbejder med partnere i Chile og med hele samfundet.

Links

• Forskningsartiklen
• Billeder af ALMA
• Pressemeddelelsen om det første billede af et sort hul
• For journalister: du kan abonnere på vore pressemeddelelser på dit eget sprog med embargo
• For forskere: har du en god historie, så send den til os

Kontakter

Maciek Wielgus
Max Planck Institute for Radio Astronomy
Bonn, Germany
Tel: +48 602417268
E-mail: maciek.wielgus@gmail.com

Monika Mościbrodzka
Radboud University
Nijmegen, The Netherlands
Tel: +31-24-36-52485
E-mail: m.moscibrodzka@astro.ru.nl

Ivan Martí Vidal
University of Valencia
Valencia, Spain
Tel: +34 963 543 078
E-mail: i.marti-vidal@uv.es

Jesse Vos
Radboud University
Nijmegen, The Netherlands
Mobil: +31 6 34008019
E-mail: jt.vos@astro.ru.nl

Bárbara Ferreira
ESO Media Manager
Garching bei München, Germany
Mobil: +49 151 241 664 00
E-mail: press@eso.org

Ole J. Knudsen (Pressekontakt Danmark)
ESOs formidlingsnetværk og Aarhus Space Centre, Aarhus Universitet
Aarhus, Danmark
Tel: +45 8715 5597
E-mail: eson-denmark@eso.org

Connect with ESO on social media

Dette er en oversættelse af ESO pressemeddelelse eso2212 lavet af ESON - et netværk af personer i ESOs medlemslande, der er kontaktpunkter for medierne i forbindelse med ESO nyheder, pressemeddelelser mm.