Ο πυρήνας του Γαλαξία μας ήταν πάντα πηγή μυστηρίου και γοητείας για τους αστρονόμους. Αυτό οφείλεται εν μέρει στο γεγονός ότι το Ηλιακό μας Σύστημα είναι ενσωματωμένο στο δίσκο του Γαλαξία μας - την πεπλατυσμένη περιοχή που εκτείνεται προς τα έξω από τον πυρήνα. Αυτό έχει καταστήσει δύσκολη τη διείσδυση στο κέντρο του γαλαξία μας. Ωστόσο, αυτό που καταφέραμε να μάθουμε όλα αυτά τα χρόνια έχει αποδειχθεί εξαιρετικά ενδιαφέρον.
Για παράδειγμα, στη δεκαετία του 1970, οι αστρονόμοι συνειδητοποίησαν την υπερμεγέθη μαύρη τρύπα (SMBH) στο κέντρο του γαλαξία μας, γνωστή ως Τοξότης A * (Sgr A *). Το 2016, οι αστρονόμοι παρατήρησαν επίσης ένα καμπύλο νήμα που φαίνεται να εκτείνεται από το Sgr A *. Χρησιμοποιώντας μια πρωτοποριακή τεχνική, μια ομάδα αστρονόμων από το Κέντρο Αστροφυσικής του Χάρβαρντ-Σμιθσόνια (CfA) πρόσφατα παρήγαγε εικόνες υψηλής ποιότητας αυτής της δομής μέχρι σήμερα.
Η μελέτη που περιγράφει λεπτομερώς τα ευρήματά τους, με τίτλο "Ένα μη θερμικό ραδιο νήμα που συνδέεται με τη γαλαξιακή μαύρη τρύπα;", εμφανίστηκε πρόσφατα στο Η Αστροφυσική Εφημερίδα Γράμματα. Σε αυτήν, η ομάδα περιγράφει τον τρόπο με τον οποίο χρησιμοποίησαν το Εθνικό Παρατηρητήριο Ραδιοαστρονομίας (NRAO) Very Large Array για να ερευνήσουν το μη θερμικό ραδιο νήμα (NTF) κοντά στον Τοξότη A * - τώρα γνωστό ως Sgr A West Filament (SgrAWF).
Όπως εξήγησε ο Mark Morris - καθηγητής αστρονομίας στο UCLA και επικεφαλής αρχή σε ένα δελτίο τύπου του CfA:
«Με τη βελτιωμένη εικόνα μας, μπορούμε τώρα να ακολουθήσουμε αυτό το νήμα πολύ πιο κοντά στην κεντρική μαύρη τρύπα του Γαλαξία και τώρα είναι αρκετά κοντά για να μας δείξει ότι πρέπει να προέρχεται από εκεί. Ωστόσο, έχουμε ακόμη περισσότερη δουλειά να κάνουμε για να μάθουμε ποια είναι η πραγματική φύση αυτού του νήματος. "
Αφού εξέτασε το νήμα, η ερευνητική ομάδα βρήκε τρεις πιθανές εξηγήσεις για την ύπαρξή του. Το πρώτο είναι ότι το νήμα είναι αποτέλεσμα εισροής αερίου, το οποίο θα παρήγαγε έναν περιστρεφόμενο, κατακόρυφο πύργο μαγνητικού πεδίου καθώς πλησιάζει και περνάει τον ορίζοντα γεγονότος του Sgr A *. Μέσα σε αυτόν τον πύργο, τα σωματίδια θα παράγουν ραδιοεκπομπές καθώς επιταχύνονται και περιστρέφονται γύρω από γραμμές μαγνητικού πεδίου που εκτείνονται από τη μαύρη τρύπα.
Η δεύτερη πιθανότητα είναι ότι το νήμα είναι ένα θεωρητικό αντικείμενο γνωστό ως κοσμική συμβολοσειρά. Αυτές είναι βασικά μεγάλες, εξαιρετικά λεπτές κοσμικές δομές που μεταφέρουν μάζα και ηλεκτρικά ρεύματα που υποτίθεται ότι μεταναστεύουν από τα κέντρα των γαλαξιών. Σε αυτήν την περίπτωση, η συμβολοσειρά θα μπορούσε να συλληφθεί από το Sgr A * μόλις έφτασε πολύ κοντά και ένα τμήμα διέσχισε τον ορίζοντα του συμβάντος.
Η τρίτη και τελευταία πιθανότητα είναι ότι δεν υπάρχει πραγματική σχέση μεταξύ του νήματος και του Sgr A * και η θέση και η κατεύθυνση που έχει δείξει είναι απλώς συμπτωματική. Αυτό θα σήμαινε ότι υπάρχουν πολλά τέτοια νήματα στο Σύμπαν και αυτό τυχαία βρέθηκε κοντά στο κέντρο του γαλαξία μας. Ωστόσο, η ομάδα είναι πεπεισμένη ότι μια τέτοια σύμπτωση είναι πολύ απίθανη.
Όπως είπε ο Jun-Hui Zhao από το Κέντρο Αστροφυσικής του Χάρβαρντ-Σμιθσόνια στο Κέιμπριτζ και συν-συγγραφέας στην εφημερίδα:
«Μέρος της συγκίνησης της επιστήμης σκοντάφτει ένα μυστήριο που δεν είναι εύκολο να λυθεί. Παρόλο που δεν έχουμε ακόμα την απάντηση, ο δρόμος για την εύρεση είναι συναρπαστικός. Αυτό το αποτέλεσμα παρακινεί τους αστρονόμους να κατασκευάσουν ραδιοτηλεσκόπια επόμενης γενιάς με τεχνολογία αιχμής. "
Όλα αυτά τα σενάρια εξετάζονται επί του παρόντος και το καθένα έχει το δικό του μερίδιο επιπτώσεων. Εάν η πρώτη πιθανότητα είναι αληθινή - στην οποία το νήμα προκαλείται από σωματίδια που εκτοξεύονται από το Sgr A * - τότε οι αστρονόμοι θα μπορούσαν να μαζέψουν ζωτικές πληροφορίες για το πώς λειτουργούν τα μαγνητικά πεδία σε ένα τέτοιο περιβάλλον. Εν ολίγοις, θα μπορούσε να δείξει ότι κοντά σε ένα SMBH, τα μαγνητικά πεδία είναι ομαλά και όχι χαοτικά.
Αυτό θα μπορούσε να αποδειχθεί εξετάζοντας σωματίδια μακρύτερα από το Sgr A * για να δούμε αν είναι λιγότερο ενεργητικά από αυτά που είναι πιο κοντά σε αυτό. Η δεύτερη πιθανότητα, η θεωρία της κοσμικής χορδής, θα μπορούσε να ελεγχθεί με τη διεξαγωγή παρατηρήσεων παρακολούθησης με το VLA για να προσδιοριστεί εάν η θέση του νήματος αλλάζει και τα σωματίδια του κινούνται σε ένα κλάσμα της ταχύτητας του φωτός.
Εάν το τελευταίο αποδειχθεί ότι ισχύει, θα αποτελούσε την πρώτη απόδειξη ότι υπάρχουν πραγματικά θεωρητικές κοσμικές χορδές. Θα επέτρεπε επίσης στους αστρονόμους να πραγματοποιήσουν περαιτέρω δοκιμές της Γενικής Σχετικότητας, εξετάζοντας πώς λειτουργεί η βαρύτητα υπό τέτοιες συνθήκες και πώς επηρεάζεται ο χωροχρόνος. Η ομάδα σημείωσε επίσης ότι, ακόμη και αν το νήμα δεν είναι φυσικά συνδεδεμένο με το Sgr A *, η κάμψη στο νήμα εξακολουθεί να είναι μάλλον πειστική.
Εν ολίγοις, η στροφή φαίνεται να συμπίπτει με ένα κύμα σοκ, το είδος που θα προκαλούσε ένα εκρηκτικό αστέρι. Αυτό θα μπορούσε να σημαίνει ότι ένα από τα τεράστια αστέρια που περιβάλλει το Sgr A * εξερράγη κοντά στο νήμα στο παρελθόν, παράγοντας το απαραίτητο κύμα σοκ που άλλαξε την πορεία του εισερχόμενου αερίου και του μαγνητικού του πεδίου. Όλα αυτά τα μυστήρια θα αποτελέσουν αντικείμενο ερευνών παρακολούθησης που θα διεξαχθούν με το VLA.
Όπως είπε ο συν-συγγραφέας Miller Goss από το Εθνικό Παρατηρητήριο Αστρονομίας Ραδιοφώνου στο Νέο Μεξικό (και ένας συν-συγγραφέας της μελέτης), «Θα συνεχίσουμε να κυνηγούμε μέχρι να έχουμε μια σταθερή εξήγηση για αυτό το αντικείμενο. Και στοχεύουμε στην επόμενη παραγωγή ακόμη καλύτερων, πιο αποκαλυπτικών εικόνων. "
