Noordwestelijke Universiteit
Een afbeelding van de MeerKat-telescoop van het South African Radio Astronomy Observatory toont de mysterieuze filamenten in het centrum van de Melkweg.
Opmerking van de uitgever: Abonneer u op de wetenschappelijke nieuwsbrief van CNN op Wonder Theory. Verken het universum met nieuws over spannende ontdekkingen, wetenschappelijke vorderingen en meer.
CNN
—
Een internationaal team van astrofysici heeft honderden mysterieuze structuren ontdekt in het centrum van de Melkweg.
Deze eendimensionale kosmische filamenten zijn honderden horizontale of radiale filamenten — dunne, langgerekte lichamen van lichtgevend gas die mogelijk een paar miljoen jaar geleden ontstonden toen de uitstroom van Sagittarius A*, het centrale superzware zwarte gat van de melkweg, in wisselwerking stond met omringende materialen, in een studie die vrijdag is gepubliceerd in The Astrophysical Journal Letters. De filamenten zijn relatief kort van lengte, elk 5 tot 10 lichtjaar groot.
De bevindingen komen bijna 40 jaar nadat Farhad Yusef-Zadeh, de hoofdauteur van de studie, en andere onderzoekers een andere populatie van bijna 1.000 eendimensionale filamenten ontdekten, die verticaal en veel groter zijn met een afstand tot 150 lichtjaar elk, in de buurt van de melkweg. centrum. Yusef-Zadeh en collega’s vonden in 2022 ook honderden meer gepaarde en geclusterde verticale filamenten in dezelfde regio, zich realiserend dat de filamenten waarschijnlijk verband hielden met Sagittarius A * -activiteit in plaats van supernova-explosies, zoals eerder werd gedacht. De nieuwe studie versterkt en bouwt voort op eerdere bevindingen.
Het vinden van de “nieuwe populatie van structuren die in de richting van het zwarte gat lijken te wijzen” was een verrassing, zei Yusef-Zadeh, een professor in natuurkunde en astronomie aan het Weinberg College of Arts and Sciences van de Northwestern University, in een persbericht.
“Ik was echt verrast toen ik deze zag. We moesten veel werk verzetten om te bewijzen dat we onszelf niet voor de gek hielden’, voegt Yusef-Zadeh toe, die ook lid is van het Centrum voor Interdisciplinaire Exploratie en Onderzoek in Astrofysica. “We ontdekten dat deze filamenten niet willekeurig zijn, maar lijken te zijn verbonden met de uitstroom van ons zwarte gat. … Het geeft voldoening om orde te vinden in het midden van een chaotisch veld van onze galactische kern.”
De bevindingen met betrekking tot het zwarte gat, gelegen op ongeveer 26.000 lichtjaar van de aarde, zijn “echt opwindend” en “bewijzen hoe mooi het universum is”, zei Erika Hamden, een assistent-professor in de astronomie aan de Universiteit van Arizona die niet betrokken was in de studie. .
Sagittarius A* “is het dichtstbijzijnde superzware zwarte gat voor ons, maar het is relatief stil en daarom enigszins moeilijk om echt te bestuderen,” voegde Hamden eraan toe. “Maar dit werk levert het bewijs dat er recentelijk nogal wat energie de ruimte in is geworpen in de vorm van jets en kegels.”
De onderzoekers vonden de structuren door beelden te analyseren die werden geproduceerd door de MeerKAT-telescoop van het South African Radio Astronomy Observatory, die 64 satellietschotels heeft van elk 65 voet (bijna 20 meter) hoog en verbonden binnen 5 mijl (ongeveer 8 kilometer) van een dunbevolkt gebied. met minimale interferentie.
“De nieuwe waarnemingen van MeerKAT zijn een game-changer”, zegt Yusef-Zadeh. “Het is echt een technische prestatie van radioastronomen.”
Ondanks de overeenkomsten tussen de recent ontdekte filamenten en die geïdentificeerd in 1984, geloven de auteurs van de nieuwe studie niet dat de populaties exact dezelfde kenmerken delen.
De verticale filamenten staan loodrecht op het galactische vlak, terwijl de horizontale filamenten evenwijdig aan het vlak staan en radiaal naar het zwarte gat wijzen, aldus het persbericht. De verticale filamenten omringen de kern van ons Melkwegstelsel, maar de horizontale lijken zich naar één kant uit te strekken in de richting van het zwarte gat.
“De verdeling en uitlijning van de draden kan helpen laten zien hoe het materiaal in het verleden is verplaatst en vervormd”, zei Hamden.
Hun gedrag verschilt ook: horizontale filamenten zenden thermische straling uit en materiaal geassocieerd met moleculaire wolken die gedeeltelijk of volledig zijn ingebed in de uitstroom van het zwarte gat, schreven de auteurs. Moleculaire wolken bestaan uit gas, stof en sterren. Verticale filamenten daarentegen zijn magnetisch en bevatten kosmische stralingselektronen die bijna net zo snel bewegen als de snelheid van het licht.
De auteurs geloven dat verdere studie van de nieuw ontdekte filamenten hen zou kunnen helpen “meer te leren over de rotatie van het zwarte gat en de oriëntatie van de accretieschijf”, zei Yusef-Zadeh.
De accretieschijf van een zwart gat is de dunne, hete structuur die ontstaat doordat materiaal van een nabije ster in een cirkel rond het zwarte gat wordt getrokken.
Monitoring is ook nodig om te bepalen of uitstroom uit het zwarte gat, en dus meer filamenten, aan beide zijden van het zwarte gat verschijnen, zei Hamden. Een straal is in deze context een bundel materie die wordt uitgeworpen door bepaalde astronomische objecten.
Een zwart gat “schiet meestal jets symmetrisch uit … dus er zou een paar moeten zijn”, voegde Hamden eraan toe. “Een manier om te bevestigen dat de filamentstructuur wordt gegenereerd door zoiets als een straal, is door beide kanten ervan te vinden.”
Dit zal bijdragen “aan het complexe, actieve beeld van onze eigen Melkweg”, zei hij.
Yusef-Zadeh zei dat hij gelooft dat hun werk “nooit voltooid” is.
“We moeten altijd nieuwe waarnemingen doen,” zei hij, “en constant onze ideeën ter discussie stellen en onze analyse aanscherpen.”
