Pressmeddelande

Astronomer upptäcker het gasbubbla i bana runt Vintergatans supermassiva svarta hål

22 september 2022, Skurup

Med hjälp av Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) har astronomer upptäckt en “het fläck” i omloppsbana runt Sagittarius A*, det supermassiva svarta hålet i Vintergatans centrum. Denna upptäckt hjälper oss att förstå den extrema och dynamiska omgivningen kring det svarta hålet bättre.

“Vi tror att vi ser en het bubbla av gas som rör sig runt Sagittarius A* i en bana ungefär lika stor som Merkuriusbanan, men med en omloppstid på bara 70 minuter. Det betyder att bubblan rör sig med en häpnadsväckande hastighet av 30% av ljusets!” säger Maciek Wielgus vid Max Planchinstitutet för radioastronomi i Bonn, Tyskland, som ledde studien som publiceras i dag i Astronomy & Astrophysics.

 

Observationerna gjordes med ALMA i den Chilenska Atacamaöknen - ett radioteleskop som samägs av Europeiska sydobservatoriet (ESO) - under en kampanj med Event Horizon Telescope (EHT) för att ta radiobilder av svarta hål. I april 2017 kopplades åtta radioteleskop över världen ihop, däribland ALMA, för att bilda EHT, vilket resulterade i den första bilden någonsin av Sagittarius A*. För att kalibrera EHT-datan gjorde Wielgus och hans kollegor, som är medlemmar i EHT-kollaborationen, samtidiga observationer av Sagittarius A* med ALMA. Efteråt fann forskarna att det fanns mer information om det svarta hålet som bara sågs i data från ALMA.

 

Vissa av ALMA:s observationer gjordes strax efter ett utbrott av röntgenstrålning från galaxens centrum som upptäcktes med NASA:s rymdteleskop Chandra. Utbrott av detta slag, som tidigare har observerats med röntgenteleskop och infraröda teleskop, tros vara orsakade av bubblor med het gas som rör sig mycket snabbt och mycket nära det svarta hålet.

 

“Det som är verkligt nytt och intressant är att utbrotten i Sagittarius A* tidigare kunde ses bara i röntgenvåglängder och i infrarött ljus. Nu verkar det som att dessa heta gasbubblor även kan detekteras i radiovåglängder” säger Wielgus, som även är knuten till Nicolaus Copernicus Astronomical Centre i Polen och Black Hole Initiative vid Harvard University, USA.

 

“Det kan vara så att de heta fläckarna som ses i infrarött ljus är en manifestation av samma fenomen: när de värmestrålande fläckarna kyls av så blir de synliga i längre våglängder, som de radiofläckar som har setts med LAMA och EHT” menar Jesse Vos, doktorand vid Radbouduniversitetet i Nederländerna, som deltog i studien.

 

Utbrotten troddes länge vara orsakade av magnetisk interaktion i den heta gasen mycket nära Sagittarius A*, och de nya rönen stödjer denna idé. “Nu ser vi starka indikationer på att dessa utbrott har ett magnetiskt ursprung, och våra observationer ger oss en ledtråd till hur geometrin i processen ser ut. De nya data vi har är extremt värdefulla för att kunna göra en teoretisk tolkning av processen” säger Monika Mościbrodzka vid Radbouduniversitetet och en av medförfattarna.

 

Med ALMA kan forskarna studera polariserad radiostrålning från Sagittarius A* som kan utnyttjas för att undersöka det svarta hålets magnetfält. Dessa observationer kombineras med teoretiska modeller för att få större kunskap om hur den heta fläcken bildas och vilken omgivning den befinner sig i, inklusive magnetfältet kring Sagittarius A*. Resultaten gör att magnetfältets egenskaper kan bestämmas bättre, vilket förbättrar möjligheterna att förklara hur området kring det svarta hålet ser ut.

 

Observationerna bekräftar några av de tidigare upptäckterna som har gjorts i infrarött ljus med GRAVITY-instrumentet på ESO:s Very Large Telescope (VLT). Data från både ALMA och GRAVITY indikerar att utbrottet skedde i en ansamling av het gas röm rörde sig med 30 % av ljushastigheten i medurs riktning på himlen, och att vi ser banan nästan rakt ovanifrån.

 

“I framtiden borde vi kunna följa heta fläckar av detta slag över ett stort våglängdsområde med både GRAVITY och ALMA. Ett sådant samarbete skulle vara en milstolpe i vår förståelse av fysiken kring utbrotten i galaxens centrum” säger Ivan Marti-Vidal vid Valèncias universitet i Spanien, även han medförfattare till studien.

 

Forskarna hoppas även att kunna observera gasbubblorna direkt med EHT och på så sätt studera området ännu närmare det svarta hålet. “Förhoppningsvis kommer vi en dag att kunna säga med säkerhet vad som verkligen sker i Sagittarius A*” avslutar Wielgus.

Mer information

Forskningsresultaten presenteras i artikeln “Orbital motion near Sagittarius A* – Constraints from polarimetric ALMA observations” i tidskriften Astronomy & Astrophysics (https://www.aanda.org/10.1051/0004-6361/202244493).

 

Forskarlaget utgörs av 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, Nederländerna [Radboud]), J. Vos (Radboud), Z. Gelles (Center for Astrophysics | Harvard & Smithsonian, USA och BHI), I. Martí-Vidal (Universitat de València, Spain), J. Farah (Las Cumbres Observatory, USA; University of California, Santa Barbara, USA), N. Marchili (Italian ALMA Regional Centre, INAF-Istituto di Radioastronomia, Italy och MPIfR), C. Goddi (Dipartimento di Fisica, Università degli Studi di Cagliari, Italien och Universidade de São Paulo, Brasilien) och H. Messias (Joint ALMA Observatory, Chile).

 

Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) är en internationell astronomisk anläggning som drivs i partnerskap mellan ESO, National Science Foundation (NSF, USA) och National Institutes of Natural Sciences (NINS, Japan), tillsammans med Chile. ALMA finansieras av ESO genom dess medlemsstater, av NSF i samarbete med National Research Council of Canada (NRC) och Ministry of Science and Technology (MOST), och av NINS i samarbete med Academia Sinica (AS) i Taiwan och Korea Astronomy and Space Science Institute (KASI). Konstruktionen och driften av ALMA leds av ESO för dess medlemsstater, av National Radio Astronomy Observatory (NRAO) genom Associated Universities, Inc. (AUI) för Nordamerika, och av National Astronomical Observatory of Japan (NAOJ) för Östasien. Joint ALMA Observatory (JAO) står för övergripande ledning och organisation under konstruktionen, driftsättningen och driften av ALMA.

 

Europeiska sydobservatoriet (ESO) möjliggör för astronomer världen över att utforska universums mysterier. Vi designar, konstruerar och driver markbaserade observatorier av yppersta världsklass – som astronomer använder för att besvara spännande och utmanande frågor och för att sprida astronomisk kunskap – och driver internationella samarbeten inom astronomin. ESO startade som en mellanstatlig organisation 1962 och har i dag 16 medlemsländer (Belgien, Danmark, Finland, Frankrike, Irland, Italien, Nederländerna, Polen, Portugal, Schweiz, Spanien, Storbritannien, Sverige, Tjeckien, Tyskland och Österrike), tillsammans med Chile som värdland och Australien som en strategisk partner. ESO:s högkvarter och besökscenter med planetarium, ESO Supernova, ligger nära München i Tyskland, medan teleskopen är placerade i Atacamaöknen i Chile, en unik plats för astronomiska observationer. ESO driver tre observatorier i Chile: La Silla, Paranal och Chajnantor. Vid Paranal finns Very Large Telescope och Very Large Telescope Interferometer. Där finns även två kartläggningsteleskop: VISTA som arbetar i infrarött ljus och VLT Survey Telescope som observerar i synligt ljus. Vid Paranal kommer även ESO att placera och driva Cherenkov Telescope Array South, världens största och känsligaste gammastrålningsteleskop. Tillsammans med internationella partners driver ESO de två anläggningarna APEX och ALMA på Chajnantorplatån som observerar himlen i millimeter- och submillimetervåglängder. Vid Cerro Armazones, nära Paranal, bygger vi för närvarande ESO:s Extremely Large Telescope, ”världens största öga mot himlen”. Från kontoret i Santiago, Chile, stödjer vi verksamheten i landet och samverkar med det chilenska samhället och våra samarbetspartners.

Länkar

• Forskningsartikel
• Foton på ALMA
• Pressmeddelande om den första bilden av det svarta hålet i Vintergtanas centrum
• För journalister: Prenumerera på pressmeddelanden under embargo på svenska
• För astronomer: Berätta om din forskning!

 

Kontakter

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

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

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

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

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

Johan Warell (Presskontakt för Sverige)
ESO:s nätverk för vetenskaplig kommunikation
Skurup, Sverige
Tel: +46-706-494731
E-post: eson-sweden@eso.org

Connect with ESO on social media

Detta är den översatta versionen av ESO:s pressmeddelande eso2212 som har tagits fram inom ESON, ett nätverk av medarbetare i ESO:s medlemsländer. ESON-representanterna fungerar som lokala kontaktpersoner för media i samband med ESO:s pressmeddelanden och andra händelser. ESON:s kontaktperson i Sverige är Johan Warell.