การพลิกกลับของแม่เหล็กที่เกิดขึ้นเองของหลุมดำสัตว์ประหลาดทำให้เกิดการระเบิดอย่างลึกลับ

ดิสก์สะสม, โคโรนา และหลุมดำมวลมหาศาลของ Active Galaxy

ภาพประกอบนี้แสดงจานเพิ่มมวล, โคโรนา (สีซีด, รูปกรวยหมุนวนเหนือจาน) และหลุมดำมวลมหาศาลของดาราจักร 1ES 1927+654 ที่ยังคุกรุ่นอยู่ก่อนจะเกิดการระเบิดขึ้นครั้งล่าสุด เครดิต: NASA / Sonoma State University, Aurore Simonnet

หอดูดาว Swift ของ NASA ติดตามศักยภาพแม่เหล็กพลิกกลับของ Monster Black Hole

การระเบิดที่หายากและลึกลับจากกาแลคซีที่ใช้งานอยู่ซึ่งอยู่ห่างออกไป 236 ล้านปีแสง อาจถูกจุดประกายโดยการพลิกกลับของแม่เหล็ก ซึ่งเป็นการพลิกกลับของสนามแม่เหล็กที่เกิดขึ้นเองรอบๆ ศูนย์กลางของมัน[{” attribute=””>black hole.

In a comprehensive new study, an international team of scientists links the eruption’s unusual characteristics to changes in the black hole’s environment that likely would be triggered by such a magnetic switch.


สำรวจการปะทุที่ผิดปกติของ 1ES 1927+654 ดาราจักรที่อยู่ห่างออกไป 236 ล้านปีแสงในกลุ่มดาวเดรโก การพลิกกลับอย่างกะทันหันของสนามแม่เหล็กรอบหลุมดำมวลล้านเท่าดวงอาทิตย์ อาจทำให้เกิดการระเบิดได้ เครดิต:[{” attribute=””>NASA’s Goddard Space Flight Center

“Rapid changes in visible and ultraviolet light have been seen in a few dozen galaxies similar to this one,” said Sibasish Laha, a research scientist at the University of Maryland, Baltimore County and NASA’s Goddard Space Flight Center in Greenbelt, Maryland. “But this event marks the first time we’ve seen X-rays dropping out completely while the other wavelengths brighten.”

A paper describing the findings, led by Laha, is accepted for publication in The Astrophysical Journal.


ลำดับนี้แสดงให้เห็นลักษณะต่างๆ ของการปะทุของกาแลคซี 1ES 1927+654 ตั้งแต่ความสว่างที่เพิ่มขึ้นอย่างมากในการมองเห็นและ UV ไปจนถึงการสูญเสียและการฟื้นตัวของโคโรนา ซึ่งเป็นแหล่งกำเนิดของรังสีเอกซ์พลังงานสูง เครดิต: ศูนย์การบินอวกาศก็อดดาร์ดของนาซ่า

ทีมวิจัยได้วิเคราะห์ข้อสังเกตใหม่และการสังเกตจากจดหมายเหตุทั่วสเปกตรัม หอดูดาว Neil Gehrels Swift ของ NASA และดาวเทียม XMM-Newton ของ ESA (องค์การอวกาศยุโรป) ให้การวัด UV และ X-ray การสังเกตการณ์แสงที่มองเห็นได้มาจากกล้องโทรทรรศน์แห่งชาติกาลิเลโอ 3.6 เมตรของอิตาลีและกรานเทเลสโคปิโอคานาเรีย 10.4 เมตร ซึ่งทั้งคู่ตั้งอยู่บนเกาะลาปัลมาในหมู่เกาะคานารี ประเทศสเปน การวัดคลื่นวิทยุได้มาจาก Very Long Baseline Array ซึ่งเป็นเครือข่ายกล้องโทรทรรศน์วิทยุ 10 ตัวที่ตั้งอยู่ทั่วสหรัฐอเมริกา อาร์เรย์ขนาดใหญ่มากในนิวเม็กซิโก; และเครือข่าย VLBI ของยุโรป

ในช่วงต้นเดือนมีนาคม 2018 การสำรวจอัตโนมัติของ All-Sky สำหรับซุปเปอร์โนวาได้แจ้งเตือนนักดาราศาสตร์ว่ากาแลคซีที่เรียกว่า 1ES 1927+654 ได้สว่างขึ้นเกือบ 100 เท่าในแสงที่มองเห็น การค้นหาการตรวจพบก่อนหน้านี้โดยระบบแจ้งเตือนล่าสุดที่กระทบกระเทือนดาวเคราะห์น้อยที่ได้รับทุนสนับสนุนจาก NASA แสดงให้เห็นว่าการปะทุเริ่มขึ้นเมื่อหลายเดือนก่อน ณ สิ้นปี 2560

การตีความการกลับตัวของแม่เหล็กของการปะทุที่ศูนย์กลางของดาราจักรที่ใช้งานอยู่

แผนภาพนี้แสดงการตีความการพลิกกลับของสนามแม่เหล็กของการปะทุที่ศูนย์กลางของดาราจักรที่ยังคุกรุ่นที่เรียกว่า 1ES 1927+654 เส้นสีเหลืองแสดงถึงทิศทางเริ่มต้นของสนามแม่เหล็ก ในขณะที่เส้นสีส้มแสดงถึงการกลับขั้ว ในปลายเดือนธันวาคม 2017 จานเพิ่มมวลเพิ่มความสว่างขึ้นถึง 100 เท่าในแสงที่มองเห็นได้ อันเป็นผลมาจาก “การป้อน” ที่เพิ่มขึ้นโดยหลุมดำมวลมหาศาล ซึ่งอาจเกิดจากการเปลี่ยนแปลงของขั้วแม่เหล็กในดิสก์ชั้นนอก ในเดือนสิงหาคม 2018 ฟลักซ์แม่เหล็กที่กลับด้านได้ไปถึงดิสก์สะสมกำลังภายใน ทำให้โคโรนาและรังสีเอกซ์พลังงานสูงที่ผลิตขึ้นหายไป ในเดือนตุลาคม พ.ศ. 2561 รังสีเอกซ์กลับมา บ่งชี้ว่าโคโรนาได้รับการสร้างขึ้นใหม่ แต่ค่อยๆ รุนแรงขึ้นจนถึงจุดสูงสุดในเดือนพฤศจิกายน พ.ศ. 2562 ในช่วงเวลานี้ สนามแม่เหล็กมีความเข้มแข็งในแนวใหม่ และกระแสไฟที่สูงขึ้น สสารสามารถไปถึงหลุมดำได้ ปัจจุบัน: หลุมดำได้เข้าสู่สถานะก่อนการปะทุในปี 2554 แต่มีสนามแม่เหล็กที่มีขั้วตรงข้าม เครดิต: ศูนย์การบินอวกาศก็อดดาร์ดของนาซ่า/เจย์ ฟรีดแลนเดอร์

เมื่อ Swift ตรวจสอบกาแลคซีเป็นครั้งแรกในเดือนพฤษภาคม 2018 การแผ่รังสี UV ของมันเพิ่มขึ้น 12 เท่า แต่ลดลงอย่างต่อเนื่อง ซึ่งบ่งชี้ถึงจุดสูงสุดที่ไม่มีใครสังเกตเห็นก่อนหน้านี้ จากนั้นในเดือนมิถุนายน การแผ่รังสีเอกซ์พลังงานสูงของกาแลคซีก็หายไป

José Acosta-Pulido ผู้เขียนร่วมของ Canary Islands Institute of Astrophysics (IAC) ใน Tenerife กล่าวว่า “น่าตื่นเต้นมากที่ได้เจาะลึกเหตุการณ์ระเบิดแปลกประหลาดของกาแลคซีแห่งนี้ และพยายามทำความเข้าใจกระบวนการทางกายภาพที่เป็นไปได้ในที่ทำงาน


วิดีโอนี้แสดงการตีความการพลิกกลับของสนามแม่เหล็กของการปะทุที่ศูนย์กลางของดาราจักรที่ยังคุกรุ่นที่เรียกว่า 1ES 1927+654 ดังแสดงในแผนภาพด้านบน เครดิต: ศูนย์การบินอวกาศก็อดดาร์ดของนาซ่า/เจย์ ฟรีดแลนเดอร์

ดาราจักรขนาดใหญ่ส่วนใหญ่ รวมทั้งกาแล็กซีของเราด้วย[{” attribute=””>Milky Way, host a supermassive black hole weighing millions to billions of times the Sun’s mass. When matter falls toward one, it first collects into a vast, flattened structure called an accretion disk. As the material slowly swirls inward, it heats up and emits visible, UV, and lower-energy X-ray light. Near the black hole, a cloud of extremely hot particles – called the corona – produces higher-energy X-rays. The brightness of these emissions depends on how much material streams toward the black hole.

“An earlier interpretation of the eruption suggested that it was triggered by a star that passed so close to the black hole it was torn apart, disrupting the flow of gas,” said co-author Josefa Becerra González, also at the IAC. “We show that such an event would fade out more rapidly than this outburst.”

Neil Gehrels Swift Observatory

Illustration of the Neil Gehrels Swift Observatory. Credit: NASA

The unique disappearance of the X-ray emission provides astronomers with an important clue. They suspect the black hole’s magnetic field creates and sustains the corona, so any magnetic change could impact its X-ray properties.

“A magnetic reversal, where the north pole becomes south and vice versa, seems to best fit the observations,” said co-author Mitchell Begelman, a professor in the department of astrophysical and planetary sciences at the University of Colorado Boulder. He and his Boulder colleagues, post-doctoral researcher and co-author Nicolas Scepi and professor Jason Dexter, developed the magnetic model. “The field initially weakens at the outskirts of the accretion disk, leading to greater heating and brightening in visible and UV light,” he explained.

As the flip progresses, the field becomes so weak that it can no longer support the corona – the X-ray emission vanishes. The magnetic field then gradually strengthens in its new orientation. In October 2018, about 4 months after they disappeared, the X-rays came back, indicating that the corona had been fully restored. By summer 2021, the galaxy had completely returned to its pre-eruption state.

Magnetic reversals are likely to be common events in the cosmos. The geologic record shows that Earth’s field flips unpredictably, averaging a few reversals every million years in the recent past. The Sun, by contrast, undergoes a magnetic reversal as part of its normal cycle of activity, switching north and south poles roughly every 11 years.

Reference: “A radio, optical, UV and X-ray view of the enigmatic changing look Active Galactic Nucleus 1ES~1927+654 from its pre- to post-flare states” by Sibasish Laha (NASA-GSFC), Eileen Meyer, Agniva Roychowdhury, Josefa Becerra González, J. A. Acosta-Pulido, Aditya Thapa, Ritesh Ghosh, Ehud Behar, Luigi C. Gallo, Gerard A. Kriss, Francesca Panessa, Stefano Bianchi, Fabio La Franca, Nicolas Scepi, Mitchell C. Begelman, Anna Lia Longinotti, Elisabeta Lusso, Samantha Oates, Matt Nicholl and S. Bradley Cenko, Accepted, The Astrophysical Journal.
arXiv:2203.07446

Goddard manages the Swift mission in collaboration with Penn State, the Los Alamos National Laboratory in New Mexico, and Northrop Grumman Space Systems in Dulles, Virginia. Other partners include the University of Leicester and Mullard Space Science Laboratory in the United Kingdom, Brera Observatory in Italy, and the Italian Space Agency.

(Visited 1 times, 1 visits today)

Be the first to comment

Leave a comment

Your email address will not be published.


*