Το Herschel ανακάλυψε ζεστό αέριο στο μενού της μαύρης τρύπας του Γαλαξία μας

Γαλαξιακό κέντρο

Το Herschel ανακάλυψε ζεστό αέριο στο μενού της μαύρης τρύπας του Γαλαξία μας

8 Μαΐου 2013

Το διαστημικό παρατηρητήριο Herschel της ESA έχει κάνει λεπτομερείς παρατηρήσεις του εκπληκτικά ζεστού μοριακού αερίου που είτε βρίσκεται σε τροχιά ή πέφτει προς την υπερμεγέθη μαύρη τρύπα που κρύβεται στο κέντρο του Γαλαξία μας.

Η τοπική μαύρη τρύπα βρίσκεται σε μια περιοχή που είναι γνωστή ως Τοξότης Α * - Sgr Α * - κοντά σε μια πηγή ραδιοκυμάτων. Η μάζα της τρύπας είναι περίπου τέσσερα εκατομμύρια φορές μεγαλύτερη από εκείνη του Ήλιου μας και βρίσκεται 26 000 έτη φωτός μακριά από το Ηλιακό Σύστημα.

Ακόμη και σε αυτή την απόσταση, είναι μερικές εκατοντάδες φορές πιο κοντά μας από ότι οποιοσδήποτε άλλος γαλαξίας που έχει μια ενεργή μαύρη τρύπα στο κέντρο του, καθιστώντας τη ιδανικό φυσικό εργαστήριο για τη μελέτη του περιβάλλοντος γύρω από αυτά τα αινιγματικά αντικείμενα.

Τεράστιες ποσότητες σκόνης βρίσκονται στο επίπεδο του Γαλαξία μας μεταξύ του σημείου που βρισκόμαστε και του κέντρου της, αποκρύπτοντας έτσι τα ορατά μήκη κύματος. Ωστόσο στα απώτερα υπέρυθρα μήκη κύματος είναι δυνατό να δούμε μέσα από τη σκόνη, γεγονός που δίνει την ευκαιρία στους επιστήμονες του Herschel να μελετήσουν την ταραχώδη εσώτατη περιοχή του Γαλαξία μας με μεγάλη λεπτομέρεια.

Τα μόρια στο μενού της μαύρης τρύπας του Γαλαξία μας

Το Herschel εντόπισε μια μεγάλη ποικιλία από απλά μόρια στην καρδιά του Γαλαξία μας, συμπεριλαμβανομένου του μονοξειδίου του άνθρακα, των υδρατμών και του υδροκυανίου. Με την ανάλυση της υπογραφής αυτών των μορίων οι αστρονόμοι ήταν σε θέση να εξετάσουν μερικές από τις θεμελιώδεις ιδιότητες του διαστρικού αερίου που περιβάλλει την μαύρη τρύπα.

"Το Herschel ανέλυσε την εκπομπή του απώτερου υπερύθρου μέσα σε ένα μόλις έτος φωτός της μαύρης τρυπάς, καθιστώντας για πρώτη φορά δυνατό το διαχωρισμό σε αυτά τα μήκη κύματος, εκπομπών που οφείλονται στην κεντρική κοιλότητα και εκπομπών από τον περιβάλλοντα πυκνό μοριακό δίσκο", λέει ο Javier Goicoechea του Κέντρου Αστροβιολογίας ( Centro de Astrobiología ) της Ισπανίας, και επικεφαλής συγγραφέας της εργασίας όπου αναφέρονται τα αποτελέσματα.

Η μεγαλύτερη έκπληξη ήταν το πόσο ζεστό γίνεται το μοριακό αέριο στην εσώτατη κεντρική περιοχή του γαλαξία. Τουλάχιστον ένα μέρος του είναι περίπου 1 000 º C, πολύ θερμότερο από ό, τι τα τυπικά διαστρικά νέφη, τα οποία είναι συνήθως μόνο μερικές δεκάδες βαθμούς πάνω από τους -273 º C από το απόλυτο μηδέν.

Ενώ γνωρίζουμε πως ένα μέρος της θερμότητας βρίσκεται σε έντονα υπεριώδη ακτινοβολία ρέοντας από ένα σύμπλεγμα τεράστιων άστρων που είναι πολύ κοντά στο γαλαξιακό κέντρο, δεν αρκεί από μόνο του να εξηγήσει τις υψηλές θερμοκρασίες.

Εκτός από την αστρική ακτινοβολία, η ομάδα του Δρ Goicoechea υποθέτει ότι η εκπομπή από έντονους κραδασμούς άκρως μαγνητισμένου αέριου στην περιοχή μπορεί να συμβάλει σημαντικά στις υψηλές θερμοκρασίες. Τέτοιοι κραδασμοί μπορούν να παραχθούν σε συγκρούσεις μεταξύ νεφών αερίου, ή σε υλικό που ρέει με μεγάλη ταχύτητα από τα αστέρια και τους πρωταστέρες.

"Οι παρατηρήσεις είναι συνεπείς επίσης με τις λωρίδες θερμού αερίου που επιταχύνονται προς τονSgr Α * , πέφτοντας προς το κέντρο του γαλαξία", λέει ο Δρ Goicoechea . "Η μαύρη τρύπα του γαλαξία μας μπορεί να μαγειρεύει το δείπνο της μπροστά στα μάτια του Herschel ".

Ακριβώς πριν πέσει το υλικό μέσα σε μια μαύρη τρύπα, θερμαίνεται πάρα πολύ και μπορεί να προκαλέσει υψηλής ενέργειας εκλάμψεις ακτίνων Χ και ακτίνων γάμμα. Ενώ ο Sgr A * παρουσιάζει επί του παρόντος λίγα σημάδια τέτοιας δραστηριότητας, αυτό μπορεί σύντομα να αλλάξει .

Με τη χρήση παρατηρήσεων εγγύς υπερύθρου, άλλοι αστρονόμοι έχουν εντοπίσει ένα ξεχωριστό, συμπαγές νέφος αερίου του οποίου η μάζα ανέρχεται συγκριτικά σε λίγες γήινες μάζες και κινείται σπειροειδώς προς τη μαύρη τρύπα. Εντοπισμένο πολύ πιο κοντά στη μαύρη τρύπα από ότι η δεξαμενή του υλικού που μελετήθηκε από το Herschel σε αυτή την εργασία, μπορεί τελικά να καταβροχθιστεί από την τρύπα αργότερα μέσα στο έτος.

Τα διαστημικά οχήματα συμπεριλαμβανομένων του XMM-Newton και του Integral της ESA , θα περιμένουν να εντοπίσουν τυχόν ίχνη υψηλής ενέργειας καθώς η μαύρη τρύπα θα απολαμβάνει το γεύμα της.

"Το κέντρο του Γαλαξία μας είναι μια περίπλοκη περιοχή, αλλά με αυτές τις παρατηρήσεις από τοHerschel , έχουμε κάνει ένα σημαντικό βήμα προς την κατανόηση της γύρω περιοχής μιας υπερμεγέθους μαύρης τρύπας, γεγονός που τελικά θα συμβάλει στη βελτίωση της εικόνας μας για την εξέλιξη των γαλαξιών," λέει ο Göran Pilbratt , επιστήμονας του έργου Herschel της ESA .

Σημειώσεις για Συντάκτες

"Herschel Far-Infrared Spectroscopy of the Galactic Center. Hot Molecular Gas: Shocks versus Radiation near Sgr A*" των  J.R. Goicoechea et al. , εκδόθηκε στο περιοδικό Astrophysical Journal Letters , 7 Μαΐου 2013. Πρόσβαση στην εργασία .

Η μελέτη επικεντρώνεται σε μια φασματική σάρωση κοντά στον  Sgr Α * σε μήκη κύματος περίπου 52-671 μικρονίων που λαμβάνονται με τα φασματόμετρα PACS και SPIRE , και αποτελεί μέρος των προγραμμάτων Herschel Guaranteed-Time , PRISMAS (PRobing InterStellar Molecules with Absorption line Studies) και SPECHIS (SPIRE Spectral Line Surveys of HIFI-GT-KP Sources) .

Στο διάστημα από το Μάρτιο 2011 έως τον Μάρτιο 2012 ελήφθησαν φάσματα PACS μεταξύ 52 και 190 μικρονίων. Κατά τη διάρκεια του Φεβρουαρίου 2011 ελήφθησαν οι παρατηρήσεις SPIRE μεταξύ 194 και 671 μικρονίων.

Το Herschel εκτοξεύθηκε στις 14 Μαΐου 2009 και ολοκλήρωσε της επιστημονικές του παρατηρήσεις στις 29 Απριλίου 2013.

Το Herschel είναι ένα παρατηρητήριο της ESA εξοπλισμένο με όργανα που παρέχονται από τις κοινοπραξίες Principal Investigator που τελούν υπό Ευρωπαϊκή ηγεσία και με σημαντική συμμετοχή από τη NASA.