Exista un dragon care motaie in nucleul Caii Lactee. Ascunsa vederii de catre discul de praf al galaxiei, o gaura neagra supermasiva doarme linistita. Uneori, un nor de gaz s-ar putea aventura prin fata narilor sale sau o stea ar putea cadea pe capul acestuia, facandu-l sa scuipe flacari, dar apoi dragonul se intoarce la somnul sau. Acum cateva milioane de ani, ceva a reusit sa trezeasca bestia pe deplin, aceasta aruncand jeturi de plasma si bule mari in spatiu. Probabil va framanta intrebarea: Calea Lactee este activa? Raspunsul il veti afla in continuarea acestui articol, acesta fiind bazat pe dovezi acumulate de oamenii de stiinta.
Dovezile provenite de la observatiile cu microunde si raze gamma sugereaza ca gaura neagra supermasiva din centrul Caii Lactee a izbucnit acum cateva milioane de ani, creand o ceata care se intinde pe mai multe mii de ani lumina deasupra si dedesubtul discului galaxiei. Este neclar daca aceasta ceata provine de la o crestere de scurta durata a activitatii gaurii negre, insa, un nou studiu efectuat de Gregory Dobler de la Institutul Kavli din California ar putea ajuta la rezolvarea acestei dileme.
Noile teorii se sprijina pe o caracteristica unica a cetii, care pana acum a fost afisata numai in raze gamma – o margine. Ceata a fost descoperita pentru prima oara de Doug Finkbeiner in anul 2004, in datele de la Sonda Wilkinson pentru masurarea anizotropiei microundelor, care cartografia radiatia eliberata atunci cand universul nou-nascut s-a racit indeajuns de mult pentru ca fotonii sa poata calatori liber. Ceata apare in datele mult mai recente provenite de la satelitul Planck, care preia imagini mai clare ale fondului de microunde vazut de Sonda Wilkinson. In 2010, Finkbeiner, Dobler si colegii lor au descoperit un alt semnal, de data aceasta la lungimi de unda mai scurte, cu ajutorul Telescopului Spatial cu Raze Gamma Fermi. Acestia cautau semne ale anihilarii materiei intunecate, insa au gasit in schimb doua structuri in forma de lobi, cu margini ascutite, care se extindeau deasupra si dedesubtul discului, in aceeasi locatie ca si ceata.
Fotoni si electronii de inalta energie
Fotonii de raze gamma ai bulelor Fermi si fotonii microundelor din ceata descoperita de Sonda Wilkinson sunt creati prin doua procese diferite. Fotonii cetii reprezinta radiatie sincrotrona, emisa de electroni rapizi care se insurubeaza intr-un camp magnetic. Pe de alta parte, razele gamma sunt fotoni care isi vad de treaba lor pana cand aceiasi electroni rapizi se ciocnesc de ele si le ridica la energii mari. Insa datele indica faptul ca aceeasi populatie de electroni de inalta energie a produs atat caracteristicile Fermi, cat si pe cele ale Sondei Wilkinson. Ambele procese au nevoie de electroni cu energii de cel putin cativa GeV (daca am converti masa unui singur electron in energie, am avea nevoie de aproximativ 2000 de electroni pentru a obtine un GeV). Orice s-ar fi intamplat in trecutul galaxiei noastre, cel mai probabil acel eveniment a cauzat ambele caracteristici.
Marginile bulelor Fermi si simetria lor clara in jurul nucleului Caii Lactee indica un fel de eveniment scurt care a expulzat bule din centrul galactic. Marginile sunt importante si problematice in mod special. Bulele Fermi par sa fie luminoase in mod uniform pe suprafete si margini – nu exista intunecare la nivelul membrelor, asa cum vedem in cazul soarelui nostru, si nici nu exista o iluminare a muchiilor. Acest lucru inseamna ca electronii responsabili pentru bule vajaie in continuare in preajma, cu aceeasi energie ridicata de acum un milion de ani, atat adanc in interiorul bulelor, cat si pe marginile acestora. Astronomii nu-si dau seama cum reusesc electronii sa faca acest lucru, insa cea mai buna modalitate de a ejecta acei electroni de inalta energie in bulele enorme este prin intermediul unui jet care explodeaza din gaura neagra supermasiva.
Un jet ar putea produce o bula de dimensiuni galactice prin expulzarea prafului si gazului aflat in jurul centrului galactic, asemanator cu modul in care o persoana sufla o bula de aer intr-un pahar cu apa, cu ajutorul unui pai. Golul rezultat ar avea o densitate mult mai scazuta decat mediul inconjurator, insa ar fi umplut cu electroni de inalta energie si alte particule accelerate de jet. Impreuna cu gazul si praful, jetul deasemenea impinge in afara campul magnetic al galaxiei, creand un strat magnetic subtire in jurul marginii bulei. Pe masura ce particulele incarcate rapide ajung la marginea bulei, acestea sunt prinse si deviate de-a lungul curbei cavitatii, spiraland de-a lungul campului magnetic.
Marginile bulelor
Pana in prezent, marginile bulelor au aparut numai in datele Fermi. Insa, Dobler crede ca a gasit in sfarsit o margine in datele Sondei Wilkinson. Dobler a privit cu atentie ceata din emisfera galactica de sud. Acesta a extras harti ale emisiilor cunoscute din observatiile Fermi si ale Sondei Wilkinson, apoi a uniformizat datele de la Sonda Wilkinson pentru a avea aceeasi rezolutie ca si datele Fermi, astfel incat sa le poata compara. A existat o coborare clara in emisia de microunde – marginea apare in aproximativ acelasi loc, atat in datele Fermi, cat si in datele Sondei Wilkinson.
Oamenii de stiinta au petrecut o lunga perioada de timp intrebandu-se daca marginea era reala. Se pare ca aceasta este foarte reala. Dobler spune ca a fost capabil sa detecteze marginea atat din cauza uniformizarii pe care a facut-o, cat si din cauza felului in care a privit microundele – in loc sa masoare scaderea acestora pe masura ce se deplasa de-a lungul unei linii drepte care pornea din centrul galactic, acesta a trasat o jumatate de cerc in jurul cetii. Apoi, acesta a trasat arce din ce in ce mai mari pentru a vedea cum scade emisia la distante mai mari de centrul galaxiei. Facand acest lucru, Dobler a dezvaluit marginea.
Daca ceata descoperita de Sonda Wilkinson este intr-adevar o bula, atunci asta ar putea indeparta teoriile de izbucniri care nu au legatura cu gaura neagra, cum ar fi materia intunecata sau vantul galactic. Exista, de asemenea, o aluzie in observatiile cu raze x a ceea ce ar putea fi jumatatea superioara a unei forme X, “talia in forma de clepsidra” formata de doua bule, insa acest lucru este inca neconcludent. Dobler considera ca o bula expulzata de un jet este vinovata. Insa raman cateva mistere nerezolvate, in special electronii de inalta energie. Unele modele se potrivesc bine, insa nimic nu se potriveste la perfectie. Totusi, dovezile continua sa se acumuleze, aratand ca gaura neagra supermasiva din centrul Caii Lactee nu a fost intotdeauna vecina linistita care este acum.
VIDEO: