銀河の超巨大ブラックホールに小さな、明るいマグネターの光爆撃があります

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天の川の中心にある巨大なブラックホールに明るいマグネターが光をあてているため、天文学者はX線望遠鏡を使ってブラックホール(射手座A *)を研究しようとしています。

SagA *は、地球に最も近い既知の超大質量ブラックホールです。そして、それは銀河メシエ87の中心にある最近イメージされたブラックホールよりもはるかに小さく、静かで暗くなっていますが、天文学者がブラックホールが周囲の環境とどのように作用し、相互作用するかを理解するための最良の機会の1つです。しかし、2013年にマグナター-強力な磁場に包まれた超高密度星(中性子星とも呼ばれます)-がSagA *と地球の間を照らし、それ以来、X線望遠鏡を使用してブラックホールを観測するための努力をいじっています。

マギル大学の物理学者であるダリルハガードは、次のように述べています。「私たちは、これを中性子星の表面の破砕、または中性子星での非常に激しいイベントで、非常に明るくなり、時間の経過とともにゆっくりと衰退すると考えています」と述べています。モントリオールでSagA *と銀河中心を研究しています。

マグネターは小さなオブジェクトであり、マンハッタン島に匹敵するサイズの星の一部です。小さな星が光る前に、それがそこにさえあるという兆候はありませんでした。

2013年に、それは変わりました。当時、ハガードはX線望遠鏡のデータを使用してSagA *を観測し、ブラックホールがG2とどのように相互作用するかを確認するチームの一員でした。ブラックホールは光を放出しませんが、イベントホゾンのすぐ外側を周回する高温ガスは放出します。 SagA *の周囲の雲は通常、かすかにしか光りませんが、研究者たちは、G2がそれを通り抜けた結果、興味深いX線フラッシュが発生することを期待していました。

それから、2013年4月24日、彼らの望遠鏡から一連の驚くべきデータが入り始めました。突然の変化に気づいた最初の望遠鏡は、軌道NASA望遠鏡であるSwiftでした。

「私たちはこの相互作用からX線の波長のシグネチャを少しだけ拾おうと試みて、超大質量ブラックホールを観察していました。それからBANG、マグネターがオフになりました」と強調するために彼女は両手をたたいてライブサイエンスに話しました。 。

X線ライトの明るいフラッシュがありました。ハガードは、当初、天文学者はブラックホールからの新しいかつてない振る舞い、おそらく大規模なフレアを見ていると考えていた、とハガードは語った。ほとんどのX線観測所には、特にマグネターが明るくフレアしている2つのオブジェクトを区別する解像度がありません。

2つのオブジェクトは、物理的空間においてかなり離れており、約2兆マイル(3.2兆キロメートル)、つまり光年の3分の1です。望遠鏡は、ブラックホールの周りにある他のより近い星を、別個の物体として定期的に見ています。しかし、SagA *とマグネター(SGR 1745-2900と呼ばれる)は、地球の視点から見ると互いの上に位置するように角度が付けられており、上空ではわずか2.4秒角です。 (全天は1,296,000秒角です。)

ほとんどのX線観測所は、それらをほぼ単一の物体として見ている、とハガードは言った。

Swift X-Ray天文台の画像は、2つのX線源が単一のオブジェクトのように見えることを示しています。 (画像クレジット:NASA)

「最初の大きな興奮は、「聖なる牛、SagA *はただおかしくなりました!」それは私たちがこれまでに超大質量ブラックホールから見た中で最も明るいフレアだっただろう」と彼女はX線光のフレアに言及して言った。

しかし、2013年4月26日、別のNASAの軌道X線望遠鏡であるNuSTARは、明るいフレアの中で何か面白いものを拾い上げました。ハガードは、それが最も興奮した状態であっても、ブラックホール周辺のガス雲に期待されるような行動ではないと述べた。

3日後の4月29日、この種の最も鋭い宇宙望遠鏡であるチャンドラX線天文台は、画像を十分に解像して、実際には2つのX線源があったことを確認しました。静止状態のSagA *の周囲の比較的暗いガスの輝き。

チャンドラからのクローズアップ(右)は、SagA *が2013年に静止していたとき、マグネターの右上にいくつかの余分な光子としてほとんど見えなかったことを示しています。定期的にそうであるように、ブラックホールがフレアしたとき、それはより見えました(左)。 (画像クレジット:Chandra X-Ray Observatory)

オブザーバーのチームがその年の5月のThe Astrophysical Journalで報告したように、その脈動は、高速で回転する星が明るい灯台のように地球に向かったり遠ざかったりしている明るい点の特徴でした。天体物理学者たちはマグネターを見ていることに気づきました。

「あなたの視点に応じて、それは完全な苦痛であるか、完全に素晴らしい新しい発見でした」とハガードは言いました。

時間の経過とともに、マグネターの輝きは衰えましたが、通常よりもゆっくりです。最近のハガード氏によると、X線の明るさはブラックホールの周囲の高温ガスの輝きとほぼ同じであり、チャンドラがこの2つをより簡単に区別できるようになっています。それでも、彼女は言った、彼らは遠く離れた車の2つのヘッドライトが1つに融合し始めたように少し見えます。チャンドラでさえ、どのX線光子がブラックホールの周りの高温ガスからのものであり、どのX線光子がマグネターからのものであるかを見分けるのは容易ではありません。

2014年の画像は、ゆっくりと暗くなるマグネターがSagA *を再び覗かせている様子を示しています。 (画像クレジット:Chandra X-Ray Observatory)

銀河中心の観測者にとって、ハガードはこの種の問題は典型的であると言いました。この地域には非常に濃くて明るい高温の物質の雲があるため、どのような観測でも適切なデータをジャンクから慎重に選別する必要があると彼女は言いました。マグネターは、SagA *オブザーバーが処理するもう1つのフラストレーションになっています。

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