Rdzeń Galaktyki Drogi Mlecznej zawsze był źródłem tajemnic i fascynacji astronomów. Wynika to częściowo z faktu, że nasz Układ Słoneczny jest osadzony w dysku Drogi Mlecznej - spłaszczonym regionie, który rozciąga się na zewnątrz od rdzenia. To sprawiło, że zobaczenie wypukłości w centrum naszej galaktyki jest raczej trudne. Niemniej jednak to, czego mogliśmy się nauczyć przez lata, okazało się niezwykle interesujące.
Na przykład w latach 70. astronomowie dowiedzieli się o supermasywnej czarnej dziurze (SMBH) w centrum naszej galaktyki, znanej jako Strzelec A * (Sgr A *). W 2016 r. Astronomowie zauważyli również zakrzywione włókno, które wydawało się rozciągać od Sgr A *. Korzystając z pionierskiej techniki, zespół astronomów z Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics (CfA) stworzył ostatnio obrazy tej struktury najwyższej jakości.
Badanie, które szczegółowo opisuje ich odkrycia, zatytułowane „Nietermiczne włókno radiowe połączone z galaktyczną czarną dziurą?”, Niedawno pojawiło się w The Astrophysical Journal Letters. W nim zespół opisuje, w jaki sposób wykorzystali bardzo dużą macierz National Radio Astronomy Observatory (NRAO) do badania nietermicznego włókna radiowego (NTF) w pobliżu strzelca A * - znanego obecnie jako Sgr A West Filament (SgrAWF).
Jak wyjaśnił Mark Morris - profesor astronomii na UCLA i główny autorytet badania - w komunikacie prasowym CfA:
„Dzięki naszemu ulepszonemu obrazowi możemy teraz podążać za tym włóknem znacznie bliżej centralnej czarnej dziury w Galaktyce, a teraz jest wystarczająco blisko, aby wskazać nam, że musi się tam znajdować. Jednak wciąż pozostaje wiele do zrobienia, aby dowiedzieć się, jaka jest prawdziwa natura tego filamentu. ”
Po zbadaniu filamentu zespół badawczy wymyślił trzy możliwe wyjaśnienia jego istnienia. Po pierwsze, żarnik jest wynikiem napływającego gazu, który wytworzyłby obracającą się, pionową wieżę pola magnetycznego, gdy się zbliża i niweluje horyzont zdarzeń Sgr A *. W tej wieży cząstki wytwarzałyby emisje radiowe, ponieważ są przyspieszane i spiralnie wokół linii pola magnetycznego rozciągających się od czarnej dziury.
Druga możliwość polega na tym, że włókno to obiekt teoretyczny zwany kosmicznym sznurkiem. Są to w zasadzie długie, niezwykle cienkie kosmiczne struktury, które przenoszą masę i prądy elektryczne, o których podejrzewa się migrację z centrów galaktyk. W tym przypadku ciąg mógł zostać przechwycony przez Sgr A *, gdy zbliżył się zbyt blisko i część przekroczyła horyzont zdarzeń.
Trzecią i ostatnią możliwością jest to, że nie ma prawdziwego związku między żarnikiem a Sgr A *, a wskazane przez niego położenie i kierunek jest jedynie przypadkowe. Oznaczałoby to, że we Wszechświecie jest wiele takich włókien, a ten przypadek znaleziono właśnie w pobliżu centrum naszej galaktyki. Zespół jest jednak przekonany, że taki zbieg okoliczności jest bardzo mało prawdopodobny.
Jak powiedział Jun-Hui Zhao z Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics w Cambridge i współautor artykułu:
„Część emocji związanych z nauką napotyka tajemnicę, która nie jest łatwa do rozwiązania. Chociaż nie mamy jeszcze odpowiedzi, droga do jej znalezienia jest fascynująca. Ten wynik motywuje astronomów do budowy radioteleskopów nowej generacji z najnowocześniejszą technologią. ”
Wszystkie te scenariusze są obecnie badane i każdy z nich ma swój udział w implikacjach. Jeśli pierwsza możliwość jest prawdziwa - w której włókno jest spowodowane wyrzucaniem cząstek przez Sgr A * - astronomowie byliby w stanie uzyskać istotne informacje na temat działania pól magnetycznych w takim środowisku. Krótko mówiąc, może to pokazać, że w pobliżu SMBH pola magnetyczne są raczej uporządkowane niż chaotyczne.
Można to udowodnić, badając cząstki znajdujące się dalej od Sgr A *, aby sprawdzić, czy są mniej energetyczne niż te, które są bliżej. Drugą możliwość, kosmiczną teorię strun, można przetestować, prowadząc obserwacje z VLA, aby ustalić, czy pozycja żarnika przesuwa się, a jego cząsteczki poruszają się z ułamkiem prędkości światła.
Jeśli to ostatnie okaże się prawdą, stanowiłoby to pierwszy dowód na istnienie teoretycznych łańcuchów kosmicznych. Pozwoliłoby to również astronomom na przeprowadzenie dalszych testów ogólnej teorii względności, badając działanie grawitacji w takich warunkach i wpływ na czasoprzestrzeń. Zespół zauważył również, że nawet jeśli żarnik nie jest fizycznie połączony z Sgr A *, zakręt w żarniku nadal jest dość wymowny.
Krótko mówiąc, zakręt wydaje się pokrywać z falą uderzeniową, która byłaby spowodowana przez wybuchającą gwiazdę. Może to oznaczać, że jedna z masywnych gwiazd otaczających Sgr A * eksplodowała w pobliżu żarnika w przeszłości, wytwarzając niezbędną falę uderzeniową, która zmieniła przebieg napływającego gazu i jego pole magnetyczne. Wszystkie te tajemnice będą przedmiotem dalszych badań przeprowadzonych z VLA.
Jak powiedział współautor Miller Goss z National Radio Astronomy Observatory w Nowym Meksyku (i współautor badania): „Będziemy polować, dopóki nie będziemy mieli solidnego wyjaśnienia tego obiektu. Naszym celem jest tworzenie jeszcze lepszych, bardziej odkrywczych obrazów ”.
