IXPE ziet 200 jaar oude uitbarsting van zwart gat in de Melkweg
Het centrum van de Melkweg herbergt Sagittarius A*, een superzwaar zwart gat met een massa van ongeveer 4 miljoen zonsmassa. Reflectie van röntgenstraling van Sagittarius A* door dicht gas in het galactische centrum biedt een middel om zijn vroege activiteit op tijdschalen van honderden tot duizenden jaren te bestuderen.
Nu hebben astronomen met behulp van de Imaging X-ray Polarimetry Explorer (IXPE) van de NASA gepolariseerde röntgenstraling gedetecteerd in de richting van de moleculaire wolken in het galactische centrum. De polarisatiehoek komt overeen met het feit dat het superzware zwarte gat de primaire bron van de emissie is, en de polarisatiegraad impliceert dat zo’n 200 jaar geleden de röntgenhelderheid van Sagittarius A* kortstondig vergelijkbaar was met die van een Seyfert-sterrenstelsel.
In voorgaande röntgenonderzoeken vonden astronomen ook relatief recente röntgenemissies van de grote gaswolken in de nabijheid van het zwarte gat.
Aangezien deze moleculaire wolken koud en donker zijn hadden de röntgensignaturen van deze wolken zwak moeten zijn. In plaats daarvan waren ze erg helder.
Een van de scenario’s die verklaren waarom deze gigantische moleculaire wolken schijnen is dat ze in feite een lang vervlogen flits van röntgenstraling weerkaatsen, wat aangeeft dat ons superzware zwarte gat enkele eeuwen geleden niet zo rustig was.
IXPE, dat de polarisatie van röntgenstraling meet, observeerde de moleculaire wolken nabije Sagittarius A* gedurende twee periodes in februari en maart 2022.
Toen de astronomen de resulterende gegevens combineerden met beelden van de Chandra röntgentelescoop van de NASA en ze vergeleken met archiefwaarnemingen van de XMM-Newton ruimtetelescoop van de ESA konden ze het gereflecteerde röntgensignaal isoleren en de punt van oorsprong ontdekken.
De polarisatiehoek werkt als een kompas en wijst ons naar de mysterieuze, allang verdwenen bron van verlichting. En wat ligt er in die richting? Niks minder dan Sagittarius A*.
Door de gegevens te analyseren kwamen de auteurs tot de conclusie dat de röntgenstralen van de gigantische moleculaire wolken gereflecteerd licht waren van een intense, kortstondige zonnevlam die werd geproduceerd bij of nabij Sagittarius A*, mogelijk veroorzaakt doordat het zwarte gat abrupt nabijgelegen materiaal verorberde.
De gegevens hielpen de onderzoekers ook om de helderheid en duur van de oorspronkelijke uitbarsting te schatten, wat suggereert dat de gebeurtenis zo’n 200 aardse jaren geleden plaatsvond.
IXPE speelt een sleutelrol bij het beter begrijpen van de tijdschaal waarop het zwarte gat in het centrum van de Melkweg verandert. Astronomen weten dat actieve sterrenstelsels en superzware zwarte gaten op een menselijke tijdschaal kunnen veranderen.
Astronomen leren meer over het gedrag van dit zwarte gat in de loop van de tijd, zijn geschiedenis van uitbarstingen en ze willen het natuurlijk graag verder bestuderen om te bepalen welke veranderingen typisch zijn en welke uniek zijn.
De bevindingen zijn in het tijdschrift Nature gepubliceerd.
Artikel: F. Marin et al. X-ray polarization evidence for a 200-year-old flare of Sgr A*. Nature, published online June 21, 2023; doi: 10.1038/s41586-023-06064-x
Eerste publicatie: 25 juni 2023
Bron: sci-news
