Posłuchaj. Tak brzmi czarna dziura z centrum Drogi Mlecznej

Czarna dziura znajdująca się w centrum naszej galaktyki wydaje się znacznie mniej jasna niż inne czarne dziury stanowiące centrum galaktyk. Okazuje się, że do niedawna nie pochłaniała aktywnie otaczającej ją materii. Jednak najnowsze dane sugerują, że olbrzym obudził się niedawno, około 200 lat temu, aby ponownie pożerać gaz i szczątki znajdujące się w jego zasięgu.

Co więcej, dzięki zebranym danym przez NASA IXPE naukowcy mogli odtworzyć dźwięk tego, jak czarna dziura może brzmieć. Dźwięki w kosmosie nie rozchodzą się, co za tym idzie, przez przestrzeń kosmiczną nie jesteśmy w stanie usłyszeć oddalonych od nas obiektów. Związane jest to z tym, że fale akustyczne potrzebują atmosfery, aby się rozchodzić.

Co innego, gdybyśmy wylądowali na innej planecie, wtedy moglibyśmy usłyszeć, jak brzmi dźwięk rozchodzący się w obcej atmosferze. Dzięki temu, że na Marsa udało nam się wysłać łaziki, wiemy, jak brzmi ta planeta, jednak czarna dziura to całkiem inny poziom, zwłaszcza że ta, o której mowa znajduje się od Ziemi ponad 25 000 lat świetlnych.

Gdy obiekty we wszechświecie poruszają się, wyemitowane zostaje światło, które może odbijać się od chmur pyłu i gazów. To jest podobnie jak z wiązką światłą reflektorów samochodowych, które rozpraszają się we mgle. Powstają tak zwane „echa świetlne”, które przekształcane są w dźwięk, dzięki czemu możemy „usłyszeć” czarną dziurę.

Naukowcy zebrali dane z Imaging X-ray Polarimetry Explorer NASA i Chandra X-ray Observatory, na podstawie których opracowali sonifikację Sagittarius A*. Zaadaptowali informacje wizualne na słyszalne, a nawet udało im się wydobyć dźwięki muzyczne.

Na udostępnionym materiale widzimy, jak łukowata linia marszczy się, zaczynając od prawego dolnego rogu. Gdy przechodzi przez zabarwione na pomarańczowe dane z IXPE, wydobywa dźwięki przypominające szum wiatru. Najsilniejsze dźwięki słyszymy w momencie, kiedy promień dotyka najjaśniejszych obszarów. Natomiast gdy linia mija zabarwione na niebiesko dane z Chandra X-ray Observatory, powstałe dźwięki przypominają dźwięki wydobywające się na przykład z giętkiej blachy, albo według opisu NASA, uderzenia w stalowe bębny.

Sagittarius A*, to supermasywna czarna dziura znajdująca się w centrum naszej galaktyki, czyli Drogi Mlecznej. Znajduje się w konstelacji Strzelca. Jej masa szacowana jest na miliony mas Słońca. Naukowcy zdecydowali skierować się wzrok w stronę właśnie tej czarnej dziury, gdy poprzednie analizy rentgenowskie wykryły stosunkowo niedawne emisje gigantycznych obłoków gazu.

Okazało się, że sygnatury rentgenowskie tych obłoków świeciły jasno. Dlaczego to tak poruszyło naukowców? Otóż większość kosmicznych obłoków zwanych obłokami molekularnymi jest zimna i ciemna, w związku z czym sygnatury powinny być słabe, jednak nie w tym przypadku.  

Jednym ze scenariuszy wyjaśniających, dlaczego te gigantyczne obłoki molekularne świecą, jest to, że w rzeczywistości odbijają się echem dawno minionego błysku światła rentgenowskiego, co wskazuje, że nasza supermasywna czarna dziura nie była tak spokojna kilka wieków temu.

---

Analiza danych wykazała, że promienie rentgenowskie z tych gigantycznych obłoków molekularnych były światłem odbitym z intensywnego krótkotrwałego rozbłysku wytwarzanego na lub w pobliżu czarnej dziury. Prawdopodobnie został on wywołany właśnie przez nią, gdy nagle pochłonęła pobliską materię. Zdarzenie to miało miejsce 200 lat temu.  

Badania nad Sagittarius A* pomagają zrozumieć lepiej skalę czasową, w której czarna dziura ulega transformacji. Naukowcom zależy na tym, aby wyodrębnić zmiany typowe dla masywnych czarnych dziur, od zmian, które są wyjątkowe.