De kern van het Melkwegstelsel is altijd een bron van mysterie en fascinatie geweest voor astronomen. Dit komt gedeeltelijk doordat ons zonnestelsel is ingebed in de schijf van de Melkweg - het afgeplatte gebied dat zich naar buiten uitstrekt vanaf de kern. Dit heeft het moeilijk gemaakt om in de bobbel in het centrum van ons sterrenstelsel te kijken. Desalniettemin is wat we in de loop der jaren hebben kunnen leren enorm interessant gebleken.
In de jaren zeventig werden astronomen zich bijvoorbeeld bewust van het superzware zwarte gat (SMBH) in het centrum van ons sterrenstelsel, bekend als Boogschutter A * (Sgr A *). In 2016 merkten astronomen ook een gebogen gloeidraad op die leek te reiken vanaf Sgr A *. Met behulp van een baanbrekende techniek heeft een team van astronomen van het Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics (CfA) recentelijk beelden van deze structuur van de hoogste kwaliteit gemaakt.
De studie die hun bevindingen beschrijft, getiteld "A Nonthermal Radio Filament Connected to the Galactic Black Hole?", Verscheen onlangs in The Astrophysical Journal Letters. Daarin beschrijft het team hoe ze de Very Large Array van de National Radio Astronomy Observatory (NRAO) gebruikten om het niet-thermische radiofilament (NTF) bij Sagittarius A * te onderzoeken - nu bekend als het Sgr A West Filament (SgrAWF).
Zoals Mark Morris - een professor in astronomie aan de UCLA en de leidende autoriteit van de studie - uitlegde in een CfA-persbericht:
"Met onze verbeterde afbeelding kunnen we dit filament nu veel dichter bij het centrale zwarte gat van de Galaxy volgen, en het is nu dichtbij genoeg om ons aan te geven dat het daar moet ontstaan. We hebben echter nog meer werk te doen om erachter te komen wat de ware aard van dit filament is. ”
Na onderzoek van de gloeidraad kwam het onderzoeksteam met drie mogelijke verklaringen voor het bestaan ervan. De eerste is dat de gloeidraad het resultaat is van instromend gas, dat een roterende, verticale toren van magnetisch veld zou produceren als het nadert en de horizon van Sgr A * doorloopt. Binnen deze toren zouden deeltjes radio-emissies produceren als ze worden versneld en rond magnetische veldlijnen lopen die zich uitstrekken vanaf het zwarte gat.
De tweede mogelijkheid is dat het filament een theoretisch object is dat bekend staat als een kosmische string. Dit zijn in feite lange, extreem dunne kosmische structuren met massa- en elektrische stromen waarvan wordt verondersteld dat ze migreren vanuit de centra van sterrenstelsels. In dit geval zou de string kunnen zijn vastgelegd door Sgr A * zodra deze te dichtbij kwam en een deel de horizon van de gebeurtenis overschreed.
De derde en laatste mogelijkheid is dat er geen echt verband bestaat tussen de gloeidraad en Sgr A * en dat de positionering en richting die het heeft getoond slechts toevallig is. Dit zou impliceren dat er veel van dergelijke filamenten in het universum zijn en deze is toevallig in de buurt van het centrum van onze melkweg gevonden. Het team is er echter van overtuigd dat een dergelijk toeval hoogst onwaarschijnlijk is.
Zoals Jun-Hui Zhao van het Harvard-Smithsonian Centre for Astrophysics in Cambridge, en een co-auteur op het papier, zei:
“Een deel van de opwinding van de wetenschap stuit op een mysterie dat niet eenvoudig op te lossen is. Hoewel we het antwoord nog niet hebben, is het pad om het te vinden fascinerend. Dit resultaat motiveert astronomen om radiotelescopen van de volgende generatie met geavanceerde technologie te bouwen. ”
Al deze scenario's worden momenteel onderzocht en elk heeft zijn eigen aandeel implicaties. Als de eerste mogelijkheid waar is - waarbij de gloeidraad wordt veroorzaakt door deeltjes die worden uitgestoten door Sgr A * - dan zouden astronomen vitale informatie kunnen laten glanzen over hoe magnetische velden in zo'n omgeving werken. Kortom, het zou kunnen aantonen dat magnetische velden in de buurt van een SMBH eerder ordelijk dan chaotisch zijn.
Dit kan worden bewezen door deeltjes verder weg van Sgr A * te onderzoeken om te zien of ze minder energetisch zijn dan de deeltjes die er dichter bij zijn. De tweede mogelijkheid, de kosmische snaartheorie, zou kunnen worden getest door met de VLA vervolgwaarnemingen uit te voeren om te bepalen of de positie van de gloeidraad verschuift en de deeltjes bewegen met een fractie van de lichtsnelheid.
Mocht dit laatste het geval blijken te zijn, dan zou dit het eerste bewijs vormen dat theoretische kosmische snaren werkelijk bestaan. Het zou astronomen ook in staat stellen om de algemene relativiteitstest verder uit te voeren en te onderzoeken hoe de zwaartekracht onder dergelijke omstandigheden werkt en hoe de ruimtetijd wordt beïnvloed. Het team merkte ook op dat, zelfs als het filament niet fysiek is verbonden met Sgr A *, de bocht in het filament nog steeds veelzeggend is.
Kortom, de bocht lijkt samen te vallen met een schokgolf, het soort dat zou worden veroorzaakt door een exploderende ster. Dit zou kunnen betekenen dat een van de massieve sterren die Sgr A * omringen in het verleden in de buurt van de gloeidraad explodeerde en de noodzakelijke schokgolf produceerde die de loop van het instromende gas en zijn magnetische veld veranderde. Al deze mysteries zullen onderwerp zijn van vervolgonderzoeken uitgevoerd met de VLA.
Zoals co-auteur Miller Goss van de National Radio Astronomy Observatory in New Mexico (en een co-auteur van de studie) zei: “We zullen blijven jagen totdat we een solide verklaring hebben voor dit object. En we streven ernaar om vervolgens nog betere, meer onthullende beelden te produceren. ”
