Gli astronomi hanno risolto il mistero delle bolle che torreggiano sulla Via Lattea: ScienceAlert

Quando il telescopio spaziale a raggi gamma Fermi è entrato nell’orbita terrestre bassa nel 2008, ci ha aperto gli occhi su un intero nuovo universo di radiazioni ad alta energia.

Fu una delle sue scoperte più curiose Bolle di Fermi: punti giganti e simmetrici che si estendono sopra e sotto il piano della galassia, 25.000 anni luce su ciascun lato del centro della Via Lattea, che risplendono nella luce dei raggi gamma, le bande di lunghezza d’onda a più alta energia nello spettro elettromagnetico.

Poi, nel 2020, il telescopio a raggi X chiamato eROSITA ha trovato un’altra sorpresa: Anche le bolle più grandi Si estende per oltre 45.000 anni luce su ciascun lato del piano galattico e questa volta emette raggi X meno energetici.

Da allora gli scienziati hanno concluso che entrambi i gruppi di bolle potrebbero essere stati il ​​risultato di qualche tipo di esplosione, o eruzioni, dal centro galattico e dalle bolle supermassicce. Buco nero dentro. Tuttavia, identificare il meccanismo che produce raggi gamma e raggi X è stato un po’ più complicato.

Ora, usando simulazioni, il fisico Yutaka Fujita della Tokyo Metropolitan University in Giappone ha trovato una spiegazione che spiega i due gruppi di bolle in un colpo.

Si è scoperto che l’emissione di raggi X è il prodotto di forti venti in rapido movimento che si scontrano con il debole gas che riempie lo spazio interstellare, creando un’onda d’urto che rimbalza attraverso il plasma, provocando quel bagliore energetico.

Il buco nero supermassiccio che alimenta il cuore della Via Lattea – arco a* – Molto tranquillo per quanto riguarda buchi neri Andare. l’attività di alimentazione è minima; È classificato “silenzioso”. Non è sempre stato così. E un buco nero attivo può avere tutti i tipi di effetti sullo spazio che lo circonda.

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Quando la materia cade verso il buco nero, si riscalda e si illumina di luce. Una parte del materiale viene diretta via lungo le linee del campo magnetico all’esterno del buco nero, che agiscono come un sincrotrone per accelerare le particelle alla velocità della luce. Vengono espulsi come potenti getti di plasma ionizzato dai poli del buco nero, viaggiando nello spazio fino a Milioni di anni luce.

Inoltre, ci sono venti cosmici: flussi di particelle cariche Ripieni Orbita attorno al buco nero, che poi esplode nello spazio.

Mentre il Sagittario A * può essere tranquillo ora, non è sempre stato così. Basta guardare bene e si possono trovare resti di attività passate, come le bolle di Fermi, in agguato nello spazio attorno al piano galattico. Studiando queste tracce possiamo capire quando e come si è verificata questa attività.

L’incursione di Fujita nelle bolle di Fermi si basa sui dati dell’ormai in pensione Suzaku Un satellite a raggi X, gestito congiuntamente dalla NASA e dalla Japan Aerospace Agency (JAXA). Ha preso le osservazioni di Suzaku delle strutture a raggi X associate alle bolle e ha eseguito simulazioni numeriche per cercare di riprodurle sulla base dei processi di alimentazione dei buchi neri.

Diagramma che mostra le strutture che circondano le bolle di Fermi. (Yu Fujita, MNRAS2022)

“Abbiamo dimostrato che una combinazione delle caratteristiche di densità, temperatura e shock del gas a raggi X può essere utilizzata per differenziare i meccanismi di iniezione di energia”, Scrive sul suo giornale.

“Confrontando i risultati delle simulazioni numeriche con le osservazioni, indichiamo che le bolle sono state create da un vento veloce proveniente dal centro galattico perché genera un forte shock inverso e riproduce il picco di temperatura osservato lì”.

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Lo scenario più probabile, ha scoperto, è che i venti del buco nero soffino a 1.000 chilometri al secondo (621 miglia) da un precedente evento di alimentazione misurato 10 milioni di anni fa che si è concluso abbastanza di recente. Mentre il vento si propaga verso l’esterno, le particelle cariche entrano in collisione con il mezzo interstellare, creando un’onda d’urto che rimbalza nella bolla. Queste onde d’urto inverse riscaldano il materiale all’interno delle bolle, facendole brillare.

Le simulazioni numeriche sviluppate da Fujita hanno riprodotto accuratamente il profilo di temperatura della struttura a raggi X.

Ha anche studiato la possibilità di una singola eruzione esplosiva dal centro galattico e non è stato in grado di riprodurre le bolle di Fermi. Ciò suggerisce che un vento lento e costante proveniente dal centro galattico fosse il progenitore più probabile delle strutture misteriose. E la forza dei venti può essere attribuita solo al Sagittario A*, non alla formazione stellare, un altro fenomeno che produce venti cosmici.

“Così,” Scrive sul suo giornale“I venti possono essere gli stessi dei flussi dei nuclei galattici attivi spesso osservati in altre galassie e ritenuti regolatori della crescita delle galassie e dei loro buchi neri centrali.”

Il documento è stato pubblicato in Avvisi mensili della Royal Astronomical Society.

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