Supermasivna crna rupa u središtu naše galaksije danas je poznata kao jedna od najslabije aktivnih u svemiru, no novi podaci dobiveni svemirskim teleskopom XRISM upućuju na to da to nije uvijek bio slučaj.
Sagittarius A*, smještena u središtu Mliječne staze, prema rendgenskim emisijama koje je zabilježio XRISM mogla je doživjeti snažan izboj negdje u razdoblju od prije nekoliko stotina do oko tisuću godina. Ti rezultati otkrivaju nove pojedinosti o tome kako se supermasivne crne rupe mijenjaju kroz vrijeme, a astronomima daju i nove tragove o povijesti središta galaksije.
Istraživač Sveučilišta Michigan State, Stephen DiKerby, radio je s međunarodnim timom na mjerenju rendgenskog zračenja koje dolazi iz golemog oblaka plina u blizini galaktičkog središta. Tim je oblak mogao analizirati iznimno detaljno zahvaljujući XRISM-ovoj sposobnosti razlučivanja energije pojedinačnih fotona rendgenskog zračenja. Dobiveni rezultati pružaju snažne dokaze da oblak sjaji kao odgovor na prošli izboj zračenja iz Sagittarius A*.
Probojna opažanja teleskopa XRISM
“Ništa me u mojoj profesionalnoj izobrazbi kao astronoma za rendgensko zračenje nije pripremilo za ovako nešto”, rekao je DiKerby, postdoktorand koji radi u laboratoriju Shuo Zhang, izvanrednog profesora fizike i astronomije. “Ovo je uzbudljiva nova mogućnost i potpuno novi alat za razvoj ovih tehnika.”
Supermasivna crna rupa jest ono što naziv opisuje: iznimno masivan, izrazito gust objekt koji sadrži milijune ili milijarde Sunčevih masa, toliko zbijen da ni svjetlost ne može pobjeći. Svaka velika galaksija ima takav objekt, iako istraživači još ne znaju zašto.
Mnoge supermasivne crne rupe sjaje jer se plin u njihovoj blizini zagrijava i emitira visokoenergetsko zračenje. Nasuprot tome, Sagittarius A* jedva da zrači i spada među najslabije poznate crne rupe u svemiru, a vidljiva je ponajprije zato što je relativno blizu Zemlje.
Oko Sagittarius A* kruži nekoliko velikih molekularnih oblaka koji mogu djelovati kao kozmička zrcala, reflektirajući rendgenske bljeskove iz prošlosti. Raniji svemirski teleskopi mogli su registrirati te odsjaje, ali nisu imali dovoljnu energetsku razlučivost da bi se ispitao njihov fini spektar ili pouzdano utvrdilo što ih je proizvelo.
XRISM je lansiran 2023. godine u suradnji NASA-e i Japanske svemirske agencije (JAXA). Teleskop je namijenjen rendgenskim opažanjima s većom energetskom razlučivošću nego što je bila dostupna ranijim svemirskim misijama.
Većina svemirskih teleskopa za rendgensko zračenje može razlikovati energiju fotona s točnošću od približno jednog dijela u 10, ili čak jednog dijela u 100. XRISM može razlučiti oko jedan dio u 1.000. Takva promjena uspoređena je s prijelazom s polaroidne snimke na visokorezolucijsku sliku u punim bojama.
Tragovi drevne aktivnosti Sagittarius A*
DiKerby je iskoristio tu oštrinu kako bi se usredotočio na dvije iznimno uske linije emisije rendgenskog zračenja koje dolaze iz jednog molekularnog oblaka. Mjerenjem njihove energije i oblika s dosad nedostupnom preciznošću mogao je odrediti gibanje oblaka i povezati ga s ranijim radijskim opažanjima. Ujedno je analizirao suptilne značajke u spektru kako bi provjerio dva suprotstavljena objašnjenja zašto oblak sjaji.
Ti su detalji isključili mogućnost da su kozmičke zrake uzrok sjaja te su pokazali da oblak reflektira rendgenski izboj iz Sagittarius A*, kao svojevrsni “svjetlosni odjek” iz prošlosti. Proučavanjem više oblaka na različitim udaljenostima od crne rupe astronomi mogu rekonstruirati vremensku crtu tih drevnih izboja, slično kao što se pomoću odgođenih jeka može mapirati oblik špilje.
“Ovo izvanredno mjerenje pokazuje koliko je XRISM moćan za otkrivanje skrivene povijesti središta naše galaksije”, rekao je Zhang. “Razlučivanjem linija željeza s ovakvom jasnoćom sada možemo čitati prošlu aktivnost galaktičkog središta s dosad nezabilježenom razinom detalja.”
Podaci prvi put pokazuju kako XRISM-ova energetska razlučivost može mjeriti iznimno fine značajke u svemiru. Istraživači očekuju da će teleskop otvoriti mnoge nove smjerove otkrića.
“Mi smo samo sretnici koji su prvi morali riješiti probleme obrade ovih podataka na potpuno nov način”, rekao je DiKerby. “Jedna od meni najdražih stvari u astronomiji jest spoznaja da sam prvi čovjek koji je ikada vidio ovaj dio neba upravo na ovakav način.”
U širem kontekstu, ova mjerenja upućuju na to da današnja slaba aktivnost Sagittarius A* ne mora odražavati njezino ponašanje u nedavnoj prošlosti, a rendgenski “odjeci” u molekularnim oblacima nude put prema rekonstrukciji povijesti izboja u središtu Mliječne staze i boljem razumijevanju načina na koji supermasivne crne rupe mijenjaju svoju aktivnost kroz vrijeme.
Ivan je novinar i autor koji piše o znanosti, svemiru i povijesti. Gostuje kao stručni sugovornik na Science Discovery i History Channelu te piše za Večernji list. Osnivač je Kozmos.hr, prvog hrvatskog portala posvećenog popularizaciji znanosti.
