Svedkovia vzplanutia čiernej diery v jadre Galaxie

  • Marcel Škreka | 4 Jún 2010
    Galaxie a hlboký vesmír
Centrálna čierna diera našej Galaxie (Sgr A*) sa nám dnes zdá až prekvapivo pokojná, no ešte pred 400 rokmi by sme ju našli v období mohutnej aktivity. K tomuto záveru dospel medzinárodný tím astronómov štúdiom vysokoenergetického žiarenia medzihviezdnych oblakov nachádzajúcich sa v centrálnych oblastiach Galaxie. Za výbuch, ktorý sa podľa nich odohral pred 400 rokmi, môže Sgr A* (treba si uvedomiť, že jadro Galaxie je vzdialené asi 26 000 ly, takže daný úkaz pozoruje s týmto oneskorením). Mohutné vzplanutie môžeme sledovať len vďaka svetelným odrazom od oblakov plynu, ktoré fungujú ako obrovské zrkadlá. Takýmto spôsobom zrekonštruovaná história ukazuje, že Sgr A* nie je až tak odlišná od obrích čiernych dier v aktívnych jadrách iných galaxií.

Vedci odhadujú, že Sgr A* je 4 milión krát hmotnejšia ako Slnko. Napriek intenzívnym pozorovacím kampaniam sa zdá až prekvapivo pokojná a len posledná generácia röntgenových ďalekohľadov (Chandra a XMM-Newton) nám umožnila zaznamenať slabú aktivitu tohto objektu pozostávajúcu zo sporadických vzplanutí. Vedci skúmali aktivitu Sgr A* prostredníctvom žiarenia pochádzajúceho z početných medzihviezdnych oblakov obklopujúcich stred Galaxie. Keď je takýto oblak osvetlený vysokoenergetickým žiarením, odráža svetlo na špecifických vlnových dĺžkach a nazývame ho fluorescenčné žiarenie. Tento úkaz je známy z pozorovaní mnohých hmlovín. Fluorescenčné žiarenie z najhmotnejšieho oblaku nazvaného Sgr B2 pozorované v 90tych rokoch, bolo interpretované ako odraz vzplanutia Sgr A* spred 300 rokov. Aj keď daný úkaz môže byť interpretovaný napr. svetelným zdrojom vnútri oblaku, alebo interakciou nabitých častíc s molekulami oblaku, 6 ročné pozorovania získané satelitom INTEGRAL ukazujú, že žiarenie z Sgr B2 nepochybne pochádza zo Sgr A*. Intenzita signálu z kamery na satelite INTEGRAL sa postupne medzi rokmi 2003 až 2009 znižovala. Podobný výsledok bol získaný aj pozorovaním odrazu od oblaku G0.11-0.11, ktorého fluorescenčné žiarenie vykazovalo identický pokles intenzity. Oba oblaky sú svedkami konca vzplanutia z čoho vyplýva, že iné, vzdialenejšie oblaky odrazia svetlo jeho počiatku.




mr1.jpg

Táto sekvencia obrázkov ukazuje evolúciu fluorescenčného žiarenia na čiare neutrálneho železa medzi rokmi 2004 a 2009 z niekoľkých molekulových oblakov v blízkosti Sgr A*, ktorého poloha je naznačená bielou šípkou (nachádza sa mimo obrázka). Menšie vyznačené oblasti 1 až 4 (čiarkované elipsy) boli osvecované postupne. Rozmer oblaku je 2 oblúkové minúty, čo v danej projekcii dáva v skutočnosti 15 ly.


Pozorovania jadra Galaxie ďalekohľadom XMM-Newton odhalili prekvapivé variácie v röntgenovom žiarení niekoľkých plynových oblakov. Najzaujímavejšie sa javili na oblaku zvanom Most, na ktorom sa oblasti žiarenia medzi rokmi 2004 až 2009 postupne prepínali. Variácie sa odohrávali v priebehu 5 rokov, no minimálna dĺžka oblaku je 15 ly. Zdanlivá rýchlosť je teda trojnásobok rýchlosti svetla. Ide však len o optickú ilúziu vyplývajúcu z orientácie oblaku vzhľadom k zdroju a pozorovateľovi. Dá sa napr. vysvetliť umiestnením oblaku do vzdialenosti 50 ly za Sgr A*, ktorý je orientovaný takmer paralelne s čelom svetelnej vlny.

Pozorovania molekulových oblakov umožnilo vedcom zrekonštruovať nedávnu históriu centrálnej čiernej diery. Podľa nich došlo k prebudeniu Sgr A* pred približne 400 rokmi, ktorého aktivita sa skončila pred asi 100 rokmi. Intenzita vzplanutia je v porovnaní s dnešnou aktivitou milión krát vyššia, čo zaraďuje Sgr A* do rodiny aktívnych galaktických jadier. Medzihviezdne oblaky nám ukázali, že nie je menej atypická, ako sa doteraz zdala.


 

mr2.jpg

Oblasť centra Galaxie snímaná satelitom INTEGRAL v rokoch 2003 až 2009. Žiarenie oblaku Sgr B2 (označeného zelenou kružnicou) ukazuje zjavný pokles, ktorý sa začal asi pred 100 rokmi. Rozmer každého snímku je 2° x 6°. Iné premenlivé zdroje sú prevažne röntgenové dvojhviezdy.