Astronomii au rezolvat misterul „bulelor Fermi” care învăluie Calea Lactee

Atunci când Telescopul Spațial Fermi cu raze gamma a intrat pe orbita joasă a Pământului în 2008, instrumentul a dezvăluit un nou Univers în radiații de înaltă energie.

Unele dintre curiozitățile dezvăluite au fost „bulele Fermi”, adică bulele gigante și simetrice care se extind peste și sub planul galactic, aflate la 25.000 de ani-lumină pe fiecare parte a centrului Căii Lactee, strălucind în lumină cu raze gamma. Aceasta este cea mai înaltă lungime de undă pentru energie din cadrul spectrului electromagnetic.

Apoi, în 2020, un telescop cu raze X numit eROSITA a descoperit o altă surpriză, bule chiar mai mari care se extind peste 45.000 de ani-lumină pe fiecare parte a planului galactic, de această dată producând raze X de energie mai slabă.

O singură teorie care explică „bulele Fermi”

De atunci, oamenii de știință au concluzionat că ambele seturi de bule sunt probabil rezultatul unei așa-zise răbufniri din centrul galactic și gaura neagră supermasivă aflată acolo. Mecanismul care produce radiațiile gamma și X, însă, a fost ceva mai greu de elucidat.

Acum, folosind simulări, fizicianul Yutaka Fujita de la Universitatea Metropolitană din Tokyo, Japonia, a propus o singură teorie care explică ambele grupuri de bule.

Emisiile de raze X sunt produsul unui vânt puternic și rapid care lovește gazul din spațiul interstelar, astfel producând o undă de șoc ce reverberează înapoi prin plasmă, astfel cauzând strălucirea energetică.

Gaura neagră supermasivă care alimentează inima Căii Lactee

Gaura neagră supermasivă care alimentează inima Căii Lactee, cunoscută drept Sagittarius A*, este destul de liniștită pentru o gaură neagră. Activitatea sa de hrănire este minimală, fiind clasificată drept „gaură neagră statică”. Însă, Sagittarius A* nu a fost întotdeauna așa. Mai mult, o gaură neagră activă poate avea tot felul de efecte asupra spațiului din jur.

Pe măsură ce materialul cade în gaura neagră, aceasta se încălzește și strălucește. O parte din material este atras de-a lungul liniilor câmpului magnetic din afara găurii negre, care acționează ca un sincrotron care accelerează particulele până aproape de viteza luminii. Acestea sunt lansate sub formă de jeturi puternice de plasmă ionizată de la polii găurii negre.

Mai mult, avem și vânturile cosmice, curenții de particule declanșați de materialul ce orbitează gaura neagră care apoi se întoarce în spațiu.

„Bulele au fost create de un vânt rapid din centrul galactic”

Deși Sagittarius A* este liniștită acum, lucrurile nu au fost întotdeauna așa. Dacă ne uităm îndeaproape, relicve ale activității trecute, cum ar fi „bulele Fermi”, pot fi găsite în spațiul din jurul planului galactic. Prin studierea acestor relicve, cercetătorii pot înțelege când și cum a avut loc acea activitate.

Incursiunea lui Fujita în fenomenul „bulelor Fermi” este bazată pe date de la satelitul scos din uz Suzaku, administrat de NASA și Agenția Spațială Japoneză (JAXA). Cercetătorul a preluat observații cu structurile de raze X asociate bulelor și a efectuat simulări numerice pentru a încerca să le reproducă în funcție de procesele de hrănire ale găurii negre.

„Prin compararea rezultatelor, noi am indicat că bulele au fost create de un vânt rapid din centrul galactic pentru că generează un șoc puternic și reproduce vârful de temperatură observat acolo”, a spus Fujita.

Forța vântului, atribuită găurii negre supermasive Sagittarius A*

Cel mai probabil scenariu este un vânt puternic ce suflă cu o viteză de 1.000 kilometri pe secundă, fiind produs de la un eveniment trecut ce s-a sfârșit relativ recent. Pe măsură ce vântul se propagă spre exterior, particulele lovesc mediul interstelar, producând o undă de șoc ce lovește din nou bulele. Aceste unde de șoc inversate încălzesc materialul din interiorul bulelor, astfel că acesta strălucește.

Simulările numerice dezvoltate de Fujita au reprodus cu acuratețe profilul de temperatură al structurilor cu raze X, potrivit Science Alert.

Echipa a investigat, de asemenea, posibilitatea unei erupții individuale din centrul galactic și nu a reușit să reproducă „bulele Fermi”. Asta sugerează că un vânt constant dar slab din centrul galactic a fost cel mai probabil progenitor al structurilor misterioase. Iar forța acelui vânt nu poate fi atribuită decât găurii negre supermasive Sagittarius A*.

Studiul a fost publicat în Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

Vă mai recomandăm să citiți și:

Astronomii au descoperit „săraca inimă bătrână” a Căii Lactee

Astronomii au elucidat enigma galaxiilor satelit din Calea Lactee

Galaxia noastră s-ar putea evapora pe măsură ce stelele dispar din Calea Lactee

Prima gaură neagră „în stare latentă” descoperită în afara Căii Lactee