Niepokojące rozbłyski wokół czarnej dziury. Dostrzegł je Teleskop Webba

Najnowsze dane z Teleskopu Kosmicznego Jamesa Webba (JWST) pokazują, że otoczenie czarnej dziury tętni od "fajerwerków". Naukowcy przeanalizowali dziwne rozbłyski, które pojawiają się wokół supermasywnej czarnej dziury Sagittarius A* w centralnej części naszej galaktyki Drogi Mlecznej. Odczyty teleskopu w dwóch pasmach bliskiej podczerwieni ukazują kosmiczne rozbłyski zmieniające się pod względem jasności i czasu trwania.

Według naukowców, dysk pełen rozproszonych materiałów i gorącego gazu otaczający czarną dziurę, generuje pięć lub sześć dużych rozbłysków dziennie, z kilkoma mniejszymi wybuchami pomiędzy nimi. Obserwacje te zostały szczegółowo opisane w naukowym wydaniu czasopisma "The Astrophysical Journal Letters".

Z danych wynika, że dynamicznie zmieniająca się jasność często narasta w nagłych rozbłyskach, by potem znów ustąpić - jak zauważono podczas badań prowadzonych przez Farhada Yusef-Zadeha z Northwestern University. Zaobserwowany profil aktywności czarnej dziury okazał się być dość losowy i za każdym razem nowy.

Yusef-Zadeh oraz jego zespół badali Sagittarius A* za pomocą kamery bliskiej podczerwieni (NIRCam) przez 48 godzin, spodziewając się zobaczyć rozbłyski. Choć wiedzieli, że takie flary mogą się pojawić, nie przewidzieli, jak intensywna będzie aktywność otoczenia czarnej dziury.

Badacze sugerują, że dwa oddzielne procesy mogą wywoływać ten spektakl świetlny. Mniejsze flary mogą być efektem turbulencji w wirującym wokół czarnej dziury dysku, które kompresując gorący, zmagnetyzowany gaz, mogą generować krótkie wybuchy promieniowania, porównywalne do rozbłysków słonecznych.

Duże eksplozje natomiast, mogą wynikać z rekoneksji magnetycznej (zjawisko, w którym linie pola magnetycznego z różnych obszarów łączą się, co prowadzi do uwolnienia dużej ilości energii), kiedy zderzające się pola magnetyczne wyrzucają cząstki z prędkością bliską prędkości światła. Podobnie jak iskrzenie elektryczności statycznej, ten proces generuje "iskrę rekoneksji".

Niespodziewane było także to, jak zmieniała się jasność rozbłysków w dwóch różnych długościach fal - zauważają naukowcy. Zaobserwowano, że wydarzenia w krótszych falach zmieniały jasność nieco szybciej niż te w dłuższych. Może to dostarczyć wskazówek na temat procesów fizycznych zachodzących w dysku wokół czarnej dziury. Prawdopodobnie cząstki z flar szybciej tracą energię przy krótszych falach, zgodnie z oczekiwaniami dla cząstek wirujących wokół linii pola magnetycznego.

Teraz badacze dążą do uzyskania dłuższych okresów obserwacji Teleskopu Jamesa Webba, co mogłoby zredukować szumy i zapewnić dokładniejszy obraz centrum naszej galaktyki. Główny autor badania Yusef-Zadeh zauważył, że przy tak słabych flarach trzeba radzić sobie ze szumem i wyraził nadzieję, że dłuższe obserwacje pomogą dostrzec cechy, które były wcześniej niewidoczne, oraz ustalić, czy rozbłyski się powtarzają, czy też są całkowicie przypadkowe.