Astronomie

Pourquoi y a-t-il des zones lumineuses inégales sur cette photo de trou noir ?

Pourquoi y a-t-il des zones lumineuses inégales sur cette photo de trou noir ?


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Dans la photo récemment publiée d'un trou noir ci-dessus, qui a été créée à l'aide des données d'EHT, pourquoi la région inférieure est-elle plus lumineuse que celle ci-dessus ? Est-ce à cause de la rotation du disque d'accrétion ? Quelle est également l'orientation du disque d'accrétion ? Le regardons-nous de front ?


Non, vous ne voyez pas la forme du disque d'accrétion. Bien que son plan soit presque celui de l'image, il est beaucoup plus grand et plus faible que l'anneau que l'on voit. La raison de cette asymétrie est presque entièrement due au rayonnement Doppler et à l'amplification du rayonnement provenant de la matière se déplaçant à des vitesses relativistes très proches du trou noir. Ceci est à son tour presque entièrement contrôlé par l'orientation de la rotation du trou noir. Le trou noir balaie la matière et les champs magnétiques presque indépendamment de l'orientation de tout disque d'accrétion.

Les images ci-dessous du cinquième document du télescope d'horizon des événements clarifient les choses.

La flèche noire indique la direction de la rotation du trou noir. La flèche bleue indique la rotation initiale du flux d'accrétion. Le jet de M87 est plus ou moins Est-Ouest (projeté sur la page), mais le côté droit pointe vers la Terre. On suppose que le vecteur de spin du trou noir est aligné (ou anti-aligné) avec celui-ci.

Les deux graphiques de gauche montrent un accord avec les observations. Ce qu'ils ont en commun, c'est que le vecteur de rotation du trou noir est principalement dans la page (anti-aligné avec le jet). Le gaz est forcé de tourner de la même manière et entraîne un mouvement relativiste projeté vers nous au sud du trou noir et loin de nous au nord du trou noir. L'amplification et le rayonnement Doppler font le reste.

Comme le dit le journal :

l'emplacement du pic de flux dans l'anneau est contrôlé par le spin du trou noir : il se situe toujours à environ 90 degrés dans le sens inverse des aiguilles d'une montre par rapport à la projection du vecteur de spin sur le ciel.


Je crois que nous assistons à l'un des effets du disque d'accrétion tournant à très grande vitesse. C'est ce qu'on appelle le rayonnement relativiste, et cela se produit parce que les particules (dans ce cas, la matière dans le disque d'accrétion) qui se déplacent à des vitesses relativistes (disons, supérieures à 0,2c), ont tendance à émettre de préférence leur rayonnement dans un cône vers la direction du mouvement. .

Cela suggère que la matière au bas de l'image (les taches les plus brillantes) se dirige vers nous et que les parties les plus sombres s'éloignent. Étant donné que le trou noir a tendance à déformer la lumière sur lui-même, je ne suis pas sûr d'après la photo de l'orientation du disque d'accrétion.


Il y a quelques informations récentes qui méritent une mise à jour de la réponse (malgré la difficulté de taper MathJax sur mon téléphone). J'ai cité peu car je n'aurais pas amélioré ce que ces scientifiques ont publié. Les modifications précédentes restent sous cet ajout.

Dans l'article "Mesure du spin du trou noir M87 à partir de sa lumière tordue observée" (16 avril 2019) de Fabrizio Tamburini, Bo Thidé et Massimo Della Valle, ils expliquent à la page 2 :

… Les techniques d'imagerie appliquées à cet ensemble de données révèlent la présence d'un anneau asymétrique avec une rotation dans le sens des aiguilles d'une montre et une structure géométrique en « croissant » qui présente une nette dépression de luminosité centrale. Cela indique une source dominée par l'émission par lentille entourant l'ombre du trou noir.

De l'analyse des deux ensembles de données, nous obtenons les paramètres d'asymétrie $q_1$ = 1,417 pour l'époque 1 et $q_2$ = 1,369 pour l'époque 2. Ils donnent une asymétrie moyenne dans le spectre en spirale de $ar{q}$ = 1,393±0,024 en accord avec celui de nos simulations numériques, $q_{num}$ = 1,375, de lumière partiellement incohérente émise par l'anneau d'Einstein d'un trou noir de Kerr avec $oldsymbol{a} extbf{~}!$ 0.9±0.1, correspondant à une énergie de rotation $^{[10]}$ de $ extbf{10}{^ extbf{64}}!$ erg, lequel est comparable à l'énergie rayonnée par les quasars les plus brillants (~ 500 trillions $dot$) sur une échelle de temps Gyr (milliard d'années), et l'inclinaison $i$ = 17° entre le jet en approche et la ligne de visée, avec les moments angulaires du flux d'accrétion et du trou noir anti-alignés, montrant une rotation dans le sens des aiguilles d'une montre comme décrit dans la Réf. 5.

Ce résultat est en bon accord avec les résultats de l'analyse des images de pipeline de référence des tracés d'amplitude et de phase pour le 11 avril 2017 de DIFMAP avec $q$ = 1,401, ISE $q$ = 1,361 et SMILI, $q$ = 1.319, $^{[6]}$ donnant pour ce jour une valeur moyenne $ar{q}$ = 1,360 qui s'écarte de 0,09 de la valeur de l'époque 2 estimée avec TIE et $q$ > 0 confirmer la rotation dans le sens horaire. Les spectres en spirale sont rapportés sur la figure 2.

Puis on détermine le paramètre de rotation $a$ en comparant ceux obtenus par une interpolation linéaire avec le paramètre d'asymétrie $q$ de divers modèles, comme indiqué dans l'exemple numérique du tableau I pour différentes valeurs de paramètres d'inclinaison et de rotation $i$ et $q$. Les résultats sont représentés sur la figure 1.

[1]Fabrizio Tamburini, Bo Thidé, Gabriel Molina-Terriza et Gabriele Anzolin, "Twisting of light around rotation blackholes", Nature Phys. 7, 195-197 (2011).
[4]EHT Collaboration et al., « Imagerie du trou noir supermassif central », Astrophys. J. Lett. 875, L4 (52) (2019), premiers résultats du télescope M87 Event Horizon IV.
[5]EHT Collaboration et al., « Origine physique de l'anneau asymétrique », Astrophys. J. Lett. 875, L5(31) (2019), premiers résultats du télescope M87 Event Horizon V.
[6]EHT Collaboration et al., "L'ombre et la masse du trou noir central", Astrophys. J. Lett. 875, L6 (44) (2019), premiers résultats du télescope M87 Event Horizon VI.
[10]Demetrios Christodoulou et Remo Ruffini, « Transformations réversibles d'un trou noir chargé », Phys. Rév. D 4, 3552-3555 (1971).
[29]Bin Chen, Ronald Kantowski, Xinyu Dai, Eddie Baron et Prasad Maddumage, « Algorithmes et programmes pour une forte lentille gravitationnelle dans l'espace-temps de Kerr, y compris la polarisation », Astrophys. J. Suppl. Sér. 218, 4 (2015).

Les figures:

Figure 1. Résultats expérimentaux. Composantes du champ le long de la direction de l'observateur et spectres en spirale obtenus avec la méthode TIE pour l'époque 1 et l'époque 2. L'asymétrie entre les $m$ = 1 et $m$ = −1 composantes dans les deux spectres en spirale révèle la rotation du trou noir dans M87. Il indique également que le vortex électromagnétique reconstruit à partir de l'analyse TIE des intensités de champ EM extraites de la température de brillance dans une bande passante de fréquence finie a des composantes le long de la direction de propagation vers l'observateur qui sont compatibles avec la lentille tordue d'un trou noir avec $a$ = 0.9±0.1 tournant dans le sens des aiguilles d'une montre avec le spin pointant loin de la Terre et un anneau d'Einstein avec un rayon gravitationnel $R_g$ = 5, comme indiqué par une analyse EHT dominée par une émission incohérente. Pour tous les jours, les diamètres des caractéristiques de l'anneau couvrent la plage étroite de 38 à 44 µ-secondes d'arc et la température de brillance maximale observée de l'anneau est $T$ ∼ 6×10$^9$ K.$^{[6]}$ Les autres composants ($x$ et $y$) du champ EM dérivé des équations TIE ne montrent pas de composante OAM prédominante. C'est prévu $^{[1]}$.

Figure 2. Résultats des analyses de données DIFMAP, EHT et SMILI et des simulations numériques de KERTAP. Les trois premiers encadrés montrent les spectres expérimentaux en spirale obtenus à partir des trois images du pipeline de référence du 11 avril 2017 de SMILI, EHT imaging et DIFMAP $^{[4]}$. Ils représentent l'amplitude et la phase de visibilité en fonction de la ligne de base vectorielle. Dans tous les jeux de données, le paramètre d'asymétrie, le rapport entre le $m$ = 1 et $m$ = -1 pics dans les spectres en spirale, est $q$ > 1 indiquant une rotation dans le sens des aiguilles d'une montre : le trou noir a son spin pointant loin de la Terre et une inclinaison entre le jet qui s'approche et la ligne de mire de $i$ = 17° (équivalent à une géométrie similaire avec une inclinaison $i$ = 163°, mais où le moment cinétique du flux d'accrétion et celui du BH sont anti-alignés) (la gauche). Quatrième encart: spectre spiral des simulations numériques avec KERTAP $^{[29]}$ obtenu à partir de l'intensité et de la phase normalisées de la $z$ composante du champ de rayonnement émis à partir d'une image résolue spatialement du disque d'accrétion de trou noir dominée par une émission thermalisée avec Γ = 2. La cohérence de l'émission de rayonnement est caractérisée par le rapport entre la $m$ = 0 et $m$ = 1 pics dans les spectres en spirale. Plus le est faible, plus la cohérence de l'émission est élevée. Les spectres expérimentaux en spirale de SMILI, d'imagerie EHT et DIFMAP montrent une cohérence plus élevée dans l'émission de rayonnement (χ$_ exte{SMILI}$ = 1,198,$_ exte{EHT}$ = 1,798) et (χ$_ exte{DIFMAP}$ = 1.107) par rapport au modèle simulé d'un disque d'accrétion thermalisé simple avec un spectre de puissance Γ = 2 (χ$_ exte{KERTAP}$ = 5,029) et par rapport à celui obtenu dans la reconstruction TIE du front d'onde (χ$_ ext{ep1}$ = 13,745 et$_ ext{ep2}$ = 14,649) dans la Fig.1. Même si l'asymétrie $q$ est bien conservée, la méthode TIE peut être améliorée par des acquisitions de données consécutives du front d'onde, séparées par un intervalle de temps beaucoup plus court qu'un jour et pourrait donc fournir une meilleure information sur l'émission de la source.

Ce document contient de nombreuses informations supplémentaires et des illustrations qui méritent d'être examinées. Merci Jack R. Woods pour le lien qui m'a conduit à l'information ci-dessus.


Modification précédente:

Dans l'article: "First M87 Event Horizon Telescope Results. V. Physical Origin of the Asymmetric Ring", (10 avril 2019), par The Event Horizon Telescope Collaboration, Kazunori Akiyama, Antxon Alberdi, Walter Alef, Keiichi Asada, Rebecca Azulay, Anne-Kathrin Baczko, David Ball, Mislav Baloković, John Barrett et al., dans l'un des nombreux articles récemment publiés, expliquent :

(4) L'anneau est plus brillant au sud qu'au nord. Cela peut s'expliquer par une combinaison de mouvement dans la source et de rayonnement Doppler. À titre d'exemple simple, nous considérons un anneau lumineux et optiquement mince tournant avec une vitesse v et un vecteur moment angulaire incliné à un angle de vue i > 0° par rapport à la ligne de visée. Ensuite, le côté approchant de l'anneau est amplifié par Doppler et le côté descendant est atténué par Doppler, produisant un contraste de luminosité de surface d'ordre unité si v est relativiste. Le côté d'approche du jet à grande échelle dans M87 est orienté ouest-nord-ouest (angle de position $mathrm{PA}environ 288^circ ;$ dans l'article VI, cela s'appelle ${mathrm{PA}}_{mathrm{FJ}}$), ou vers la droite et légèrement en haut de l'image.

La figure 5 de cet article est incluse dans la réponse de Rob Jeffries.

La conclusion à laquelle ils parviennent, en partie, est :

"… Les résultats de cette comparaison sont cohérents avec l'hypothèse que l'émission compacte de 1,3 mm dans M87 se pose en quelques ${r}_{{ m{g}}}$ d'un trou noir de Kerr, et que la structure annulaire de l'image est générée par une forte lentille gravitationnelle et un faisceau Doppler. Les modèles prédisent que l'asymétrie de l'image dépend du sens du spin du trou noir. Si cette interprétation est exacte, alors le vecteur de rotation du trou noir dans M87 pointe loin de la Terre (le trou noir tourne dans le sens des aiguilles d'une montre sur le ciel). Les modèles prédisent également qu'il existe un fort flux d'énergie dirigé loin des pôles du trou noir, et que ce flux d'énergie est dominé électromagnétiquement. Si les modèles sont corrects, alors le moteur central du jet M87 est alimenté par l'extraction électromagnétique de l'énergie libre associée au spin du trou noir via le processus de Blandford-Znajek.".


Premier essai:

L'article : "Ergorégion instabilité des objets compacts exotiques: perturbations électromagnétiques et gravitationnelles et le rôle de l'absorption", (15 février 2019), par Elisa Maggio, Vitor Cardoso, Sam R. Dolan et Paolo Pani explique que cela est dû à la rotation superradiance à la page 10 :

"… l'instabilité peut être comprise en termes d'ondes piégées à l'intérieur de la barrière photon-sphère et amplifiées par la diffusion superradiante$^{[43]}$
[43]R. Brito, V. Cardoso et P. Pani, Lect. Remarques Phys. 906, pp.1 (2015), arXiv : 1501.06570.

Dans l'article "Superradiance", (ci-dessus) bien que considérablement plus long, peut-être beaucoup plus accessible. À la page 38 où ils expliquent le processus de Penrose, ils proposent un schéma qui facilite probablement la compréhension :

"Figure 7: Vue illustrée des processus Penrose originaux. Une particule d'énergie E$_0$ se désintègre à l'intérieur de l'ergosphère en deux particules, une avec une énergie négative E$_2$ < 0 qui tombe dans le BH, tandis que la seconde particule s'échappe à l'infini avec une énergie supérieure à la particule d'origine, E$_1$ > E$_0$.".

A partir de la page 41 :

"Figure 8: L'analogie du carrousel du procédé Penrose. Un corps tombe presque du repos dans un cylindre en rotation, dont la surface est pulvérisée avec de la colle. A la surface le corps est forcé de co-tourner avec le cylindre (analogue donc du BH ergosphère, la surface au-delà de laquelle aucun observateur ne peut rester stationnaire par rapport à l'infini). Les états d'énergie négative de l'ergorégion sont joués par l'énergie potentielle associée à la surface collante. Si maintenant la moitié de l'objet (en rouge) se détache du premier la moitié (jaunâtre), il atteindra l'infini avec plus d'énergie (cinétique) qu'il n'en avait initialement, extrayant l'énergie de rotation du système.".

Un autre modèle plus compliqué, considéré comme allant au-delà de ce qui a été demandé, à partir de la page 46 :

"Figure 9 : vue illustrée des différents processus de Penrose collisionnels. À gauche : particules initiales avec impulsion radiale entrante (p$^r _1$ < 0 et p$^r_2$ < 0). La particule 3 a une impulsion radiale initiale initiale, mais finit par trouver un tournant et s'échappe à l'infini. L'efficacité maximale pour cela s'est avérée assez modeste η ∼ 1,5 $^{[168, 169, 170, 171]}$. A droite : particules initiales avec p$^r_1$ > 0 et p$^r_2$ < 0. Dans ce cas, la particule 1 doit avoir p$^r_1$ > 0 à l'intérieur de l'ergosphère. Pour ce processus, l'efficacité peut être non liée pour les BH extrêmes $^{[172, 173]}$.

[168]T. Piran et J. Shaham, « Limites supérieures des processus de collision de Penrose près des horizons de trous noirs en rotation », Phys.Rev. D16 (1977) 1615-1635.

[169]T. Harada, H. Nemoto et U. Miyamoto, « Limites supérieures d'émission de particules résultant d'une collision et d'une réaction à haute énergie près d'un trou noir Kerr à rotation maximale », Phys.Rev. D86 (2012) 024027, arXiv:1205.7088 [gr-qc].

[170]M. Bejger, T. Piran, M. Abramowicz et F. Hakanson, « Processus de collision de Penrose près de l'horizon des trous noirs extrêmes de Kerr », Phys.Rev.Lett. 109 (2012) 121101, arXiv:1205.4350 [astro-ph.HE].

[171]O. Zaslavskii, « Sur l'énergétique des collisions de particules près des trous noirs : effet BSW versus processus Penrose », Phys.Rev. D86 (2012) 084030, arXiv:1205.4410 [gr-qc].

[172]J. D. Schnittman, « Une limite supérieure révisée pour l'extraction d'énergie d'un trou noir de Kerr », arXiv:1410.6446 [astro-ph.HE].

[173]E. Berti, R. Brito et V. Cardoso, « Débris à ultra haute énergie du processus de Penrose collisionnel », arXiv:1410.8534 [gr-qc].

Il y a un résumé à la page 170 (pas près de la fin de l'article) qui explique :

"Dans les théories gravitationnelles, la superradiance est intimement liée à l'accélération des marées, même au niveau newtonien. Les théories gravitationnelles relativistes prédisent l'existence de BHs, des solutions de vide gravitationnel dont l'horizon des événements se comporte comme une membrane visqueuse unidirectionnelle. Cela permet à la superradiance de se produire dans les espaces-temps BH , et pour extraire de l'énergie du vide même au niveau classique.Quand les effets semi-classiques sont pris en compte, la superradiance se produit également dans des configurations statiques, comme dans le cas du rayonnement de Hawking d'un Schwarzschild BH.

L'efficacité de la diffusion superradiante des GW par une rotation (Kerr) BH peut être supérieure à 100% et ce phénomène est profondément lié à d'autres mécanismes importants associés à la rotation d'objets compacts, tels que le processus de Penrose, l'instabilité de l'ergorégion, le Blandford-Znajek effet, et l'instabilité du SFC. La superradiance rotationnelle peut être difficile à observer en laboratoire, mais sa contrepartie BH est associée à un certain nombre d'effets et d'instabilités intéressants, qui peuvent laisser une empreinte observationnelle. Nous avons présenté un traitement unifié des phénomènes superradiants BH, y compris les BH chargés, les dimensions supérieures, les espaces-temps non asymptotiquement plats, les modèles analogiques de la gravité et les théories au-delà de la GR.


Découverte d'un trou noir supermassif mourant via un écho lumineux de 3000 ans

Les trous noirs supermassifs (SMBH) occupent le centre des galaxies, avec des masses allant d'un million à 10 milliards de masses solaires. Certains SMBH sont dans une phase brillante appelée noyaux galactiques actifs (AGN).

Les AGN finiront par s'éteindre car il existe une limite de masse maximale pour les SMBH, les scientifiques se demandent depuis longtemps quand ce sera le cas.

Kohei Ichikawa de l'Université de Tohoku et son groupe de recherche ont peut-être découvert un AGN vers la fin de sa durée de vie par accident après avoir capté un signal AGN de ​​la galaxie Arp 187.

En observant les images radio dans la galaxie à l'aide de deux observatoires d'astronomie - le Large Millimeter/submillimeter Array d'Atacama (ALMA) et le Very Large Array (VLA) - ils ont trouvé un lobe de jet, un signe distinctif d'AGN.

Cependant, ils n'ont remarqué aucun signal du noyau, indiquant que l'activité AGN pourrait être déjà silencieuse.

Après une analyse plus approfondie des données multi-longueurs d'onde, ils ont constaté que tous les indicateurs AGN à petite échelle étaient silencieux, tandis que ceux à grande échelle étaient brillants. En effet, l'AGN a récemment été éteint au cours des 3 000 dernières années.

Une fois qu'un AGN s'éteint, les caractéristiques AGN à plus petite échelle deviennent faibles car d'autres sources de photons s'arrêtent également. Mais la région des gaz ionisés à grande échelle est toujours visible car il faut environ 3000 ans pour que les photons arrivent au bord de la région. L'observation de l'activité AGN passée est connue sous le nom d'écho lumineux.

"Nous avons utilisé le satellite à rayons X de la NASA NuSTAR, le meilleur outil pour observer l'activité AGN actuelle", a déclaré Ichikawa. "Cela permet la non-détection, nous avons donc pu découvrir que le noyau est complètement mort."

Les résultats indiquent que la désactivation de l'AGN se produit sur une échelle de temps de 3000 ans et que le noyau devient plus de 1000 fois plus faible au cours des 3000 dernières années.

Ichikawa, qui a co-écrit un article pour la 238 réunion de l'American Astronomical Society, a déclaré qu'ils continueraient à enquêter sur les AGN mourants à l'avenir. "Nous rechercherons plus d'AGN mourants en utilisant une méthode similaire à celle de cette étude. Nous obtiendrons également les observations de suivi à haute résolution spatiale pour étudier les entrées et les sorties de gaz, ce qui pourrait clarifier comment l'arrêt de l'activité AGN s'est produit.


Les astronomes voient un trou noir devenir rouge

De violents éclairs rouges, d'une durée de quelques fractions de seconde, ont été observés lors de l'une des explosions de trous noirs les plus brillantes de ces dernières années.

En juin 2015, un trou noir appelé V404 Cygni a subi un éclaircissement spectaculaire pendant environ deux semaines, car il a dévoré la matière qu'il avait retirée d'une étoile compagne en orbite.

V404 Cygni, qui se trouve à environ 7 800 années-lumière de la Terre, a été le premier trou noir définitif à être identifié dans notre Galaxie et peut apparaître extrêmement brillant lorsqu'il dévore activement de la matière.

Dans une nouvelle étude publiée dans la revue Avis mensuels de la Royal Astronomical Society, une équipe internationale d'astronomes, dirigée par l'Université de Southampton, rapporte que le trou noir a émis des éclairs rouges éblouissants d'une durée de quelques fractions de seconde, alors qu'il propulsait des matériaux qu'il ne pouvait pas avaler.

Les astronomes ont associé la couleur rouge à des jets de matière rapides qui ont été éjectés près du trou noir. Ces observations fournissent de nouvelles informations sur la formation de tels jets et les phénomènes extrêmes de trous noirs.

L'auteur principal de l'étude, le Dr Poshak Gandhi, professeur agrégé et boursier STFC Ernest Rutherford du groupe d'astronomie de l'Université de Southampton, commente : « La très grande vitesse nous dit que la région où cette lumière rouge est émise doit être très compacte. des indices sur la couleur, la vitesse et la puissance de ces éclairs, nous concluons que cette lumière est émise par la base du jet du trou noir. L'origine de ces jets est encore inconnue, bien que de forts champs magnétiques soient soupçonnés de jouer un rôle .

"En outre, ces éclairs rouges se sont avérés être les plus forts au sommet de la frénésie d'alimentation du trou noir. Nous supposons que lorsque le trou noir était rapidement gavé par son étoile en orbite, il a réagi violemment en crachant une partie de la matière comme un jet rapide. La durée de ces épisodes clignotants pourrait être liée à l'allumage et à l'extinction du jet, vu pour la première fois en détail.

En raison de la nature imprévisible et de la rareté de ces « explosions » lumineuses de trous noirs, les astronomes ont très peu de temps pour réagir. Par exemple, la dernière éruption du V404 Cygni remonte à 1989. Le V404 Cygni était exceptionnellement brillant en juin 2015 et offrait une excellente opportunité pour un tel travail. En fait, ce fut l'une des explosions de trous noirs les plus brillantes de ces dernières années. Mais la plupart des explosions sont beaucoup plus faibles, ce qui les rend difficiles à étudier.

Chaque flash était d'une intensité aveuglante, équivalente à la puissance d'environ 1 000 soleils. Et certains des flashs étaient plus courts que 1/40e de seconde - environ dix fois plus rapide que la durée d'un clignement d'œil typique. De telles observations nécessitent une nouvelle technologie. Les astronomes ont donc utilisé la caméra d'imagerie rapide ULTRACAM montée sur le télescope William Herschel à La Palma, aux îles Canaries.

Le professeur Vik Dhillon, de l'Université de Sheffield et co-créateur d'ULTRACAM, a déclaré : « ULTRACAM est unique en ce qu'il peut fonctionner à très grande vitesse, en capturant des « films » à haute fréquence d'images de cibles astronomiques, en trois couleurs simultanément. nous a permis de déterminer la couleur rouge de ces éclairs de lumière du V404 Cygni."

Le Dr Gandhi a conclu : « L'événement de 2015 a fortement motivé les astronomes à coordonner les efforts mondiaux pour observer les futures explosions. Leurs courtes durées et leurs fortes émissions sur l'ensemble du spectre électromagnétique nécessitent une communication étroite, le partage de données et des efforts de collaboration entre les astronomes. Ces observations peut être un véritable défi, en particulier lorsque l'on tente des observations simultanées à partir de télescopes au sol et de satellites spatiaux."

Cette recherche était une collaboration entre les universités de Southampton, Sheffield et Warwick, ainsi que des partenaires internationaux en Europe, aux États-Unis, en Inde et aux Émirats arabes unis.

La recherche a été soutenue par le Science and Technology Facilities Council, les partenariats thématiques UK-Inde UKIERI-UGC, la Royal Society, le ministère espagnol de l'Économie et de la Compétitivité (MINECO), CONACyT (Mexique) et le ministère espagnol de l'Éducation, Cultura y Deporte, une bourse Marie Curie FP7-Reintegration-Grant et l'Université de Southampton.


La photo du trou noir expliquée : Qu'est-ce qu'un trou noir et comment les scientifiques ont-ils pris la photo ?

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Trou noir : les astronomes publient la toute première image

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L'incroyable &ldquoring of fire&rdquo trou noir a été photographié à 55 millions d'années-lumière de la Terre dans la galaxie Messier 87. Les astronomes sur Terre ont relié huit puissants radiotélescopes pour capturer ce qui est essentiellement l'ombre du trou noir, projetée par les nuages ​​de gaz incandescents autour de. La percée monumentale a été publiée le mercredi 10 avril dans six articles scientifiques dans la revue The Astrophysical Journal Letters. L'image du trou noir est une réalisation remarquable car ce n'est pas une simulation informatique et c'est la vraie affaire.

Articles Liés

Sheperd S Doeleman, chef du projet Event Horizon Telescope (EHT), a déclaré : &ldquoNous avons pris la première photo d'un trou noir.

&ldquoC'est une prouesse scientifique extraordinaire accomplie par une équipe de plus de 200 chercheurs.&rdquo

Michael Kramer, directeur de l'Institut Max Planck de radioastronomie, s'est vanté que l'image marque un moment important de divergence dans l'histoire.

Il a dit : &ldquoL'histoire de la science sera divisée en temps avant l'image, et temps après l'image.&rdquo

Les astronomes de l'EHT ont dévoilé l'image du trou noir cette semaine après deux ans de liaison entre huit observatoires de radiotélescopes du monde entier en un seul instrument puissant.

Le professeur Derek Ward-Thompson, de l'Université du Central Lancashire, a déclaré : &ldquoC'est un résultat vraiment remarquable. Obtenir une image d'un trou noir n'est pas aussi simple que de prendre une photo avec un appareil photo ordinaire.

Image d'un trou noir : c'est la première image au monde d'un trou noir (Image : COLLABORATION EHT)

&ldquoCependant, la puissance créée en reliant tous ces télescopes à travers le monde est immense.

&ldquoC&rsquos l'équivalent d'être capable de voir un objet à la surface de la Lune qui ne fait que quelques centimètres de diamètre.

&ldquoJusqu'à présent, c'était le domaine de la science-fiction et des impressions d'artistes.

&ldquoFaire partie de la première équipe à imaginer un trou noir est un sentiment incroyable.

&ldquoCette réalisation est à la hauteur de tout autre exploit en astronomie.&rdquo

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Depuis que la découverte a été faite, les astronomes du télescope James Clerk Maxwell à Mauna, à Hawaï, ont nommé le trou noir Powehi.

Le nom hawaïen, lorsqu'il est traduit, signifie la création sombre insondable ornée ou la source sombre embellie de la création sans fin.

Le nom terrifiant a été suggéré par le professeur Larry Kimura de l'Université d'Hawaï-Hilo.

Le professeur de langue a déclaré dans un communiqué de presse : &ldquoAvoir le privilège de donner un nom hawaïen à la toute première confirmation scientifique d'un trou noir est très significatif pour moi et ma lignée hawaïenne qui vient de po, et j'espère que nous pourrons continuer nommer les futurs trous noirs de l'astronomie d'Hawaï selon le Kumulipo.&rdquo

Trou noir : vue d'artiste d'un trou noir et d'un disque en rotation rapide (Image : ESO)

Qu'est-ce qu'un trou noir ?

Les trous noirs sont de puissants puits de gravité, qui existent depuis peu de temps après le Big Bang ou qui sont créés lorsque les étoiles s'effondrent sur elles-mêmes.

Nous avons pris la première photo d'un trou noir

Sheperd S Doeleman, Télescope Event Horizon

Les trous noirs sont incroyablement difficiles à comprendre, car ils déforment l'espace-temps qui les entoure comme rien d'autre dans l'univers.

Au centre de chaque trou noir se trouve une singularité ou un point où la densité du trou noir est infiniment comprimée dans un espace infiniment petit.

Autour d'un trou noir se trouve également ce que l'on appelle l'horizon des événements, qui est un point de non-retour au-delà duquel il est impossible d'échapper à la gravité d'un trou noir.

Trous noirs : les astronomes capturent la première image du phénomène

Comment le télescope Event Horizon a-t-il pris la photo du trou noir ?

Les trous noirs sont extraordinaires mais impossibles à regarder directement et impossibles à photographier.

Au lieu de cela, les astronomes de l'EHT ont examiné l'anneau de matière brillante accumulé autour du trou noir afin de capturer l'ombre du trou noir.

Heino Falcke de l'Université Radboud et du conseil scientifique de l'EHT a déclaré : « Si immergé dans une région brillante, comme un disque de gaz incandescent, nous nous attendons à ce qu'un trou noir crée une région sombre semblable à une ombre et à quelque chose de prédit par la relativité générale d'Einstein que nous n'avons jamais Déjà vu.

&ldquoCette ombre, causée par la courbure gravitationnelle et la capture de la lumière par l'horizon des événements, en dit long sur la nature de ces objets fascinants et nous a permis de mesurer l'énorme masse du trou noir M87.&rdquo

Image trou noir : Une image incroyable de la galaxie Messier 87 (Image : ESO)

Paul TP Ho, membre du conseil d'administration d'EHT, a déclaré : « Une fois que nous étions sûrs d'avoir imagé l'ombre, nous pouvions comparer nos observations à des modèles informatiques étendus qui incluent la physique de l'espace déformé, la matière surchauffée et les champs magnétiques puissants.

"Beaucoup de caractéristiques de l'image observée correspondent étonnamment bien à notre compréhension théorique.

&ldquoCela nous rend confiants quant à l'interprétation de nos observations, y compris notre estimation de la masse du trou noir.&rdquo

Et le professeur Ward-Thompson d'ajouter : &ldquoJusqu'à présent, c'était le domaine de la science-fiction et des impressions d'artistes.

"Faire partie de la première équipe à imaginer un trou noir est un sentiment incroyable. Cette réalisation est à la hauteur de tout autre exploit en astronomie.&rdquo


Pourquoi y a-t-il des zones lumineuses inégales sur cette photo de trou noir ? - Astronomie

J'ai une connaissance supérieure à la moyenne de la physique, de l'astronomie et de la science en général, ayant fait de ceux-ci mes passe-temps dans le passé. Cependant, lorsque mon collègue m'a posé cette question, cela n'avait pas de sens, alors je lui ai d'abord dit qu'il se trompait.

Cependant, lorsque vous regardez une photo d'un objet artificiel (tel que des satellites, des stations, une navette, etc.) prise dans l'espace par des astronautes, bien que l'objet au premier plan soit net, l'arrière-plan est dépourvu de toute lumière (y compris les piqûres d'épingle) du tout. J'ai pensé que même si les étoiles étaient floues, il devrait y avoir de la lumière provenant des zones "espaces" noires de la photo.

Pourquoi est-ce? Si moi aussi je me trompe maintenant, pouvez-vous s'il vous plaît me montrer une photo non retouchée prise dans l'espace sans objectif télescopique qui montre les étoiles et l'objet au premier plan ?

Les images d'objets fabriqués par l'homme dans l'espace dont vous parlez souffrent toutes d'un défaut fatal : elles manquent de ce que les astronomes appellent le « temps d'intégration ». Même dans l'espace, les étoiles sont très faibles. Si vous utilisez un appareil photo pour prendre une photo d'un objet dans l'espace, vous devez alors l'éclairer à l'aide d'une sorte de flash (comme sur Terre). Le flash est suffisamment lumineux pour que le temps d'exposition du film de l'appareil photo ne soit, comme sur Terre, que d'une fraction de seconde. Ce court laps de temps est plus que suffisant pour obtenir une image de l'objet artificiel que votre flash éclaire, mais bien trop court pour capturer les étoiles. La différence fondamentale entre les images des étoiles elles-mêmes prises par les télescopes et les images d'objets dans l'espace avec des étoiles en arrière-plan est le temps d'exposition, ou temps d'intégration : en effet, les astronomes font tout pour éviter de « remanier » les images qu'ils car cela pourrait cacher la science même qu'ils essaient d'atteindre.

Je parie que vous pouvez voir comment cela fonctionne par vous-même. La prochaine fois que vous sortirez par temps clair avec des amis, prenez-les en photo avec un ciel étoilé en arrière-plan. Lorsque vous développez les images, recherchez attentivement les étoiles dont vous savez qu'elles étaient là lorsque vous avez pris la photo. Tout comme dans l'espace, un flash sur Terre qui vous permet de photographier vos amis obscurcit les étoiles (l'effet devrait être plus prononcé sur Terre que dans l'espace à cause de notre atmosphère diffusant la lumière). Pour photographier le ciel depuis la Terre, il faut un appareil photo à longue exposition, comme dans l'espace.

Dernière mise à jour de la page le 22 juin 2015.

A propos de l'auteur

Kristine Spekkens

Kristine étudie la dynamique des galaxies et ce qu'elles peuvent nous apprendre sur la matière noire dans l'univers. Elle a obtenu son doctorat de Cornell en août 2005, a été boursière postdoctorale Jansky à l'Université Rutgers de 2005 à 2008 et est maintenant membre du corps professoral du Collège militaire royal du Canada et de l'Université Queen's.


La plus grande explosion de trou noir découverte : la sortie de quasar la plus puissante jamais trouvée

Astronomers using ESO's Very Large Telescope (VLT) have discovered a quasar with the most energetic outflow ever seen, at least five times more powerful than any that have been observed to date. Quasars are extremely bright galactic centres powered by supermassive black holes. Many blast huge amounts of material out into their host galaxies, and these outflows play a key role in the evolution of galaxies. But, until now, observed quasar outflows weren't as powerful as predicted by theorists.

Quasars are the intensely luminous centres of distant galaxies that are powered by huge black holes. This new study has looked at one of these energetic objects -- known as SDSS J1106+1939 -- in great detail, using the X-shooter instrument on ESO's VLT at the Paranal Observatory in Chile [1]. Although black holes are noted for pulling material in, most quasars also accelerate some of the material around them and eject it at high speed.

"We have discovered the most energetic quasar outflow known to date. The rate that energy is carried away by this huge mass of material ejected at high speed from SDSS J1106+1939 is at least equivalent to two million million times the power output of the Sun. This is about 100 times higher than the total power output of the Milky Way galaxy -- it's a real monster of an outflow," says team leader Nahum Arav (Virginia Tech, USA). "This is the first time that a quasar outflow has been measured to have the sort of very high energies that are predicted by theory."

Many theoretical simulations suggest that the impact of these outflows on the galaxies around them may resolve several enigmas in modern cosmology, including how the mass of a galaxy is linked to its central black hole mass, and why there are so few large galaxies in the Universe. However, whether or not quasars were capable of producing outflows powerful enough to produce these phenomena has remained unclear until now [2].

The newly discovered outflow lies about a thousand light-years away from the supermassive black hole at the heart of the quasar SDSS J1106+1939. This outflow is at least five times more powerful than the previous record holder [3]. The team's analysis shows that a mass of approximately 400 times that of the Sun is streaming away from this quasar per year, moving at a speed of 8000 kilometres per second.

"We couldn't have got the high-quality data to make this discovery without the VLT's X-shooter spectrograph," says Benoit Borguet (Virginia Tech, USA), lead author of the new paper. "We were able to explore the region around the quasar in great detail for the first time."

As well as SDSS J1106+1939, the team also observed one other quasar and found that both of these objects have powerful outflows. As these are typical examples of a common, but previously little studied, type of quasars [4], these results should be widely applicable to luminous quasars across the Universe. Borguet and colleagues are currently exploring a dozen more similar quasars to see if this is the case.

"I've been looking for something like this for a decade," says Nahum Arav, "so it's thrilling to finally find one of the monster outflows that have been predicted!"

[1] The team observed SDSS J1106+1939 and J1512+1119 in April 2011 and March 2012 using the X-shooter spectrograph instrument attached to ESO's VLT. By splitting the light up into its component colours and studying in detail the resultant spectrum the astronomers could deduce the velocity and other properties of the material close to the quasar.

[2] The powerful outflow observed in SDSS J1106+1939 carries enough kinetic energy to play a major role in active galaxy feedback processes, which typically require a mechanical power input of roughly 5% of the luminosity of the quasar. The rate at which kinetic energy is being transferred by the outflow is described as its kinetic luminosity.

[3] SDSS J1106+1939 has an outflow with a kinetic luminosity of at least 1046 ergs s&minus1. The distances of the outflows from the central quasar (300-8000 light-years) was greater than expected suggesting that we observe the outflows far from the region in which we assume them to initially accelerated (0.03-0.4 light-years).


Nasa reveals why monster black hole at centre of Milky Way isn’t ‘feeding’ on everything around it

The galaxy we call home has a gigantic ‘supermassive’ black hole at its centre which has so far failed to swallow up Earth and all its beautiful residents.

Now Nasa thinks it knows why the dark behemoth is relatively quiet compared to its greedy cousins in other galaxies.

The hole is called Sagittarius A* and is lurking about 25,640 light years away from Earth – which is great because this means it’s more or less certain to never eat our planet.

New research from Nasa has explained why the cosmic colossus does not appear to be as ravenous as more ‘active’ black holes, which feast on anything nearby and then emit huge burps of high energy radiation.

Astronomers used the Stratospheric Observatory for Infrared Astronomy (SOFIA) to examine the magnetic fields around Sagittarius A*.

They found that the field ‘channels’ the gas surrounding the hole into orbit around it.

If magnetic forces steered the gas into the monster, it would become ‘active’.

‘The spiral shape of the magnetic field channels the gas into an orbit around the black hole,’ said Darren Dowell, a scientist at NASA’s Jet Propulsion Laboratory.

‘This could explain why our black hole is quiet while others are active.’

Scientists recently discovered that the supermassive monster blasting a beam of radio waves directly at our planet.

But don’t worry, because although scientists really have spotted this ‘jet’ emanating from the behemoth, it doesn’t mean we’re about to get blasted into oblivion due to the gigantic distance between Earth and Sagittarius A*.

It’s surrounded by a foggy cloud of hot gas, meaning we can’t just snap pictures of it using traditional telescopes.

And it’s so far away that looking at it is like trying to spot a tennis ball on the moon from down here on Earth.

Now scientists from Radboud University in The Netherlands have used a technique called Very Long Baseline Interferometry which combines several different telescopes on Earth to form one massive ‘virtual telescope’.

They found that a beam of radio waves is blasting towards Earth, which sounds ominous but probably just means the black hole is lying on its side.

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It may also mean the radio waves are being produced inside a cloud of gas that’s being sucked into the hole, although this would be highly unusual.

‘This may indicate that the radio emission is produced in a disk of infalling gas rather than by a radio jet,” explained PhD student Sara Issaoun.

‘However, that would make Sgr A* an exception compared to other radio emitting black holes. The alternative could be that the radio jet is pointing almost at us.’


The only black hole we’ve ever seen has a shadow that wobbles

A simulation of the accretion disk of the M87* supermassive black hole. EHT / Hotaka Shiokawa

Over a year ago, scientists unleashed something incredible on the world: the first photo of a black hole ever taken. By putting together radio astronomy observations made with dishes across four continents, the collaboration known as the Event Horizon Telescope managed to peer 53 million light-years away and look at a supermassive black hole, which is 6.5 million times the mass of the sun and sits at the center of the galaxy Messier 87 (M87). The fiery historic image showed off a bright crescent of ultra-hot gas and debris orbiting the black hole’s event horizon, the pitch-black central point-of-no-return that traps anything that goes over, even light.

The EHT team had just made one of the most impressive achievements in the history of astronomy, but this was only the beginning. On Wednesday, members of the EHT collaboration published new findings in the Astrophysical Journal about M87’s supermassive black hole (known as M87*), revealing two new major insights.

First, the shadow diameter of the event horizon doesn’t change over time, which is exactly what Einstein’s theory of general relativity predicts for a supermassive black hole of M87*’s size. However, the second insight is that the bright crescent adorning this shadow is far from stable: it wobbles. There’s so much turbulent matter surrounding M87* that it makes sense the crescent would bug out and get fidgety. But the fact that we can watch it over time means we now have an established method for studying the physics of one of the most extreme kinds of environment in the entire universe.

“We want to understand physics in the extreme conditions in the vicinity of a black hole and learn about how the black hole interacts with the matter in its immediate environment,” says Maciek Wielgus, an astronomer with the Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics and the lead author of the new study. “Studying the dynamics of the crescent-like appearance of a black hole is a way to probe this fascinating environment.”

Before the EHT, scientists didn’t have the sensitive tools needed to study the structural changes a black hole goes through. “It was like watching a movie with a 1-pixel resolution,” says Wielgus. “You see that the brightness is changing in time—clearly something is going on there—but good luck figuring out what the movie is about.”

The new findings don’t make new observations of M87*, but rather characterize the shadow crescent through a new analysis of data collected from 2009 to 2013 during the EHT’s early days, combined with the 2017 data set that led to the image of the black hole in the first place. The older data was less detailed because of software constraints and more limited hardware, but it spanned a longer period of time. Meanwhile, the newer data set consisted of just four observations of M87* over one week, but it was much richer and more nuanced. Wielgus and his team were able to use details from the new data to fill in gaps in the old, as you might add a new corrective filter to an old photo to make it sharper. Bam—they had a high-quality time-lapse of M87*, over time scales stretching for several weeks.

The EHT is still processing the 2018 observations and plans to run new observations of M87 next year, using 10 telescopes in total. Those observations, which will involve a deeper study of the crescent, could reveal new insights into the spin of a black hole, the strength of its magnetic field, and the plasma microphysics of the surrounding matter. In turn, researchers hope those insights can be part of a bigger body of work that solves the mystery behind some of the wildest phenomena involved in supermassive black holes, like what drives the ejection of highly ionized matter from their center.


Milky Way’s black hole appears to be getting hungrier

Artist’s concept of an object called S0-2 orbiting our Milky Way’s supermassive black hole. Astronomers tracked this object for years, hoping to catch it falling over the hole’s event horizon. It did not fall in, but its close approach in 2018 might be one reason for the black hole’s growing appetite now. Image via Nicolle Fuller/National Science Foundation.

UCLA astronomers announced on September 11, 2019, that, last May, they caught the supermassive black hole at the center of our Milky Way galaxy having an unusually large meal of interstellar gas and dust. They caught the feast on May 13 (although of course it happened some 25,000 years ago earlier, since the center of the galaxy is about 25,000 light-years away). What they saw was this. The black hole – called Sagittarius A*, pronounced Sagittarius A-star – became extremely bright in May 2019, growing 75 times as bright for a few hours. Yet, as of now, the researchers don’t yet understand why. Why did the area just outside the black hole’s event horizon – its point of no return – suddenly become brighter? What did it ingest, and why at that time?

Astronomer Tuan Do is lead author of new research describing this event, published September 11 in Lettres de revues astrophysiques. He also produced the timelapse in the tweet below, which depicts the brightness changes at Sgr A*. Andrea Ghez, of the UCLA Galactic Center Group, is co-senior author on the new paper. She said:

We have never seen anything like this in the 24 years we have studied the supermassive black hole. It’s usually a pretty quiet, wimpy black hole on a diet. We don’t know what is driving this big feast.

In a statement, the researchers also said they:

… analyzed more than 13,000 observations of the black hole from 133 nights since 2003. The images were gathered by the W. M. Keck Observatory in Hawaii and the European Southern Observatory’s Very Large Telescope in Chile. The team found that on May 13, the area just outside the black hole’s ‘point of no return’ (so called because once matter enters, it can never escape) was twice as bright as the next-brightest observation.

They observed large changes on two other nights this year all three of those changes were ‘unprecedented,’ Ghez said.

They said the brightness surrounding the black hole always varies somewhat, but the extreme variations in brightness observed this year left them “stunned.”

In an absolute sense, the increased brightness on a few nights in 2019 can be explained by radiation from gas and dust falling into the black hole. Une hypothèse sur l'augmentation de l'activité est que lorsqu'une étoile appelée S0-2 s'est approchée au plus près du trou noir au cours de l'été 2018, elle a lancé une grande quantité de gaz qui a atteint le trou noir cette année. Tuan Do, the study’s lead author, said:

The first image I saw that night, the black hole was so bright I initially mistook it for the star S0-2, because I had never seen Sagittarius A* that bright. But it quickly became clear the source had to be the black hole, which was really exciting.

Another possibility involves a bizarre object known as G2, which is most likely a pair of binary stars, which made its closest approach to the black hole in 2014. It’s possible the black hole could have stripped off the outer layer of G2, Ghez said, which could help explain the increased brightness just outside the black hole.

Morris a déclaré qu'une autre possibilité est que l'éclaircissement corresponde à la disparition de gros astéroïdes qui ont été attirés dans le trou noir.

Here's a timelapse of images over 2.5 hr from May from @keckobservatory of the supermassive black hole Sgr A*. The black hole is always variable, but this was the brightest we’ve seen in the infrared so far. It was probably even brighter before we started observing that night! pic.twitter.com/MwXioZ7twV

– Tuan Do (@quantumpenguin) August 11, 2019

The question for astronomers is, what does this activity mean? Is it simply an extraordinary singular event, or is it a precursor to significantly increased activity for Sgr A*? Mark Morris, UCLA professor of physics and astronomy, is another author on the paper. Il a dit:

The big question is whether the black hole is entering a new phase – for example if the spigot has been turned up and the rate of gas falling down the black hole ‘drain’ has increased for an extended period – or whether we have just seen the fireworks from a few unusual blobs of gas falling in.

The team has continued to observe the area. They say they’ll try to settle the question based on what they see from new images. Ghez said:

We want to know how black holes grow and affect the evolution of galaxies and the universe. We want to know why the supermassive hole gets brighter and how it gets brighter.

By the way, these astronomers commented:

Le trou noir se trouve à environ 26 000 années-lumière et ne présente aucun danger pour notre planète. Do a déclaré que le rayonnement devrait être 10 milliards de fois plus brillant que ce que les astronomes ont détecté pour affecter la vie sur Terre.

Lettres de revues astrophysiques a également publié un deuxième article des chercheurs, décrivant l'holographie de speckle, la technique qui leur a permis d'extraire et d'utiliser des informations très faibles à partir de 24 années de données qu'ils ont enregistrées à proximité du trou noir.

Ghez’s research team reported July 25 in the journal La science the most comprehensive test of Einstein’s iconic general theory of relativity near the black hole. Their conclusion that Einstein’s theory passed the test and is correct, at least for now, was based on their study of S0-2 as it made a complete orbit around the black hole.

… studies more than 3,000 stars that orbit the supermassive black hole. Since 2004, the scientists have used a powerful technology that Ghez helped pioneer, called adaptive optics, which corrects the distorting effects of the Earth’s atmosphere in real time. Mais l'holographie de speckle a permis aux chercheurs d'améliorer les données de la décennie avant l'entrée en jeu de l'optique adaptative. La réanalyse des données de ces années a aidé l'équipe à conclure qu'elle n'avait pas vu ce niveau de luminosité près du trou noir depuis 24 ans.

It was like doing LASIK surgery on our early images. We collected the data to answer one question and serendipitously unveiled other exciting scientific discoveries that we didn’t anticipate.

Bottom line: UCLA astronomers announced on September 11, 2019, that – in May – they caught the supermassive black hole at the center of our Milky Way galaxy having an unusually large meal of interstellar gas and dust. Why did the area just outside the black hole’s event horizon – its point of no return – suddenly become dramatically brighter? What did it ingest, and why at that time?


Supermassive black hole nearest Earth is becoming mysteriously, intensely bright, astronomers say

The huge black hole at the heart of our galaxy has turned unusually bright – and scientists have no explanation for the dramatic behaviour.

It has started eating far more interstellar gas and dust than it has ever been seen doing before, researchers said. When they first spotted it, they thought they had accidentally looked a star – but further research has shown that the black hole is in fact showing behaviour that astronomers had never expected.

“We have never seen anything like this in the 24 years we have studied the supermassive black hole,” said Andrea Ghez, UCLA professor of physics and astronomy and a co-senior author of the research. “It’s usually a pretty quiet, wimpy black hole on a diet.

"We don’t know what is driving this big feast.”

Scientists looked through observations taken since 2003, from observatories in Hawaii and Chile. They noticed that on 13 May, the back hole was lit up twice as bright as had ever been before – and it continued to turn incredibly bright on two other nights this year.

Best Nasa pictures of the month - August 2019

1 /10 Best Nasa pictures of the month - August 2019

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The changes are "unprecedented", scientists say, and it is not clear why they are happening.

Conseillé

The kind of brightness spotted by researchers usually comes from radiation thrown out as gas and dust is eaten up by the black hole. As such, it could be just the beginning in a major change in the activity of the black hole.

“The big question is whether the black hole is entering a new phase — for example if the spigot has been turned up and the rate of gas falling down the black hole ‘drain’ has increased for an extended period — or whether we have just seen the fireworks from a few unusual blobs of gas falling in,” said Mark Morris, UCLA professor of physics and astronomy and the author of a paper describing the discovery..

Scientists will now keep looking at the area and hope that new images can help resolve that question. That could in turn help us understand how black holes grow and the kinds of effects they have on the galaxy and the larger universe.

The brightening could have come from the fact that a star was seen going very close to the black hole in summer last year, or that another mysterious object known as G2 had its outer layer ripped off when it passed by in 2014. It might also be the result of big asteroids passing near the black hole, scientists said.

The black hole poses no danger to life on Earth. It is 26,000 light years away, and the radiation coming out of it would need to be 10 billion times brighter to have any effect here.


“Awakened” –Unknown Objects Detected Orbiting Milky Way’s Central Black Hole

Up until this May, 2019, Sagittarius A* (Sgr A*), the Milky Way’s central supermasive black hole appeared like a massive, dormant volcano, a sleeping monster, a slumbering region of spacetime where gravity is so strong that “what goes into them does not come out.”

On that beautiful May evening at Hawaii’s Keck Observatory set atop Mauna Kea, UCLA astrophysicist Tuan Do tweeted time lapse of images over 2.5 hours from May from @keckobservatory of the supermassive black hole Sgr A*. “The black hole is always variable,” Ko observes, “but this was the brightest we’ve seen in the infrared so far. It was probably even brighter before we started observing that night!”

“The black hole was so bright I at first mistook it for the star S0-2, because I had never seen Sgr A* that bright,” Do said in an interview with ScienceAlert “Over the next few frames, though, it was clear the source was variable and had to be the black hole. I knew almost right away there was probably something interesting going on with the black hole.”

It appears that something disrupted Sgr*A’s slumber. Conjectures for its recent flaring range from data errors to SO-2, one of two stars that approach very closely to Sgr. A* in an elliptical orbit. Every 16 years, it’s at its closest. In the middle of 2018 was its last closest approach, when it was only 17 light-hours away from the black hole. Another strong possibility is the massive gas cloud known as G2 that might be drawn into Sgr. A*’s accretion disk causing it to flare brightly as it was heated, triggering a chain of events that caused or contributed to the May 2019 flaring.

“We have wondered why the Milky Way’s black hole appears to be a slumbering giant,” observed Tatsuya Inui of Kyoto University in Japan. “But now we realize that the black hole was far more active in the past. Perhaps it’s just resting after a major outburst.” Tatsuya Inui is part of a team that used results from Japan’s Suzaku and ASCA X-ray satellites, NASA’s Chandra X-ray Observatory, and the European Space Agency’s XMM-Newton X-ray Observatory, to determine the history of our black hole.

It turns out that, approximately 300 years ago, Sagittarius A* let loose, expelling a massive energy flare. Data taken from 1994 to 2005 revealed that clouds of gas near the central black hole, known as Sagittarius B2, brightened and faded quickly in X-ray light. The X-rays were emanating from just outside the black hole, created by the buildup of matter piling up outside the black hole, which subsequently heats up and expels X-rays.

These pulses of X-ray take 300 years to traverse the distance between Sagittarius A* and Sagittarius B2, so that when we witness something happening in the cloud, it is responding to something that happened 300 years ago. Amazingly for us, in a rare occurrence of perfect cosmic timing, a region in Sagittarius B2, only 10 light-years across varied dramatically in brightness. “By observing how this cloud lit up and faded over 10 years, we could trace back the black hole’s activity 300 years ago,” says team member Katsuji Koyama of Kyoto University.

It appears that the cosmos is setting the stage is being set for the first ever image of SgrA* by the Event Horizon Telescope (EHT). When it’s completed, the image is sure to equal the famous “Earthrise” photo taken by Apollo 8 astronaut Bill Anders in December 1968. The obvious target for the Event Horizon Telescope, the team hopes to get imagery of our supermassive black hole soon, said Shep Doeleman, an astronomer at the Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics and director of the Event Horizon Telescope that created the first-ever image of the gargantuan black hole 55 million light-years from Earth in neighboring galaxy M87.

Data from the EHT as opened a window on the inner workings of how material spirals towards black holes, finally disappearing across their event horizons, and growing into what physicist Avery Broderick of the Perimeter Institute calls “monsters lurking in the night.”

Taking images of the accretion disk around Sagittarius A*, which has an event horizon that is smaller than the orbit of Mercury, is a feat akin to trying to image a grapefruit on the moon. But the EHT array should be able to accomplish that. “There are now enough telescopes in the array, in principle, to make images in the next couple of years,” Broderick adds.

Those images will enable astrophysicists to transform our understanding of how black holes grow, how they interact with their surroundings, and even the nature of gravity. By studying the details of the cosmic “traffic jam” caused by gas as it rushes headlong towards the black hole, researchers will be able to check if Albert Einstein’s theory of general relativity, one of the pillars of modern physics, holds up in the extreme gravity conditions around black holes.

What we’ll see when the EHT actually sees Sagittarius A* is an area slightly outside the event horizon itself — a region defined by the location closest to the black hole where a beam of light could orbit on a circle, known as the “last photon orbit.” Were you to float there, says astrophysicist Janna Levin, professor of physics and astronomy at Barnard College of Columbia University and author of Black Hole Blues, “you could see light reflected off the back of your head after completing a round trip. Or, if you turned around quickly enough, you might see your own face. Closer than that, all the light falls in.”

On May 5, 2019 The Galaxy reported that unknown objects were detected orbing Sgr*A: “They have clearly seen something moving. What it is, is not exactly clear.”” said Doeleman.

More than 50 years ago, scientists saw that there was something very bright at the center of our galaxy, says Paul McNamara, an astrophysicist at the European Space Agency. It has a gravitational pull strong enough to make stars orbit around it very quickly—as fast as 20 years, compared to our Solar System’s journey, which takes about 230 million years to circle the center of the Milky Way.

That “very bright something” was Sgr A*. Last October, 2018, before the release of the first image of the M87 black hole from the Event Horizon Telescope (EHT), astronomers announced that they found something orbiting the innermost possible orbit of the supermassive black hole. Their measurements suggest that these “hotspots” — perhaps made of blobs of plasma — are spinning not far from the innermost orbit allowed by the laws of physics.

The newly detected hotspots, reports Joshua Sokol in Quanta, “afford astronomers their closest look yet at the funhouse-mirrored space-time that surrounds a black hole. And in time, additional observations will indicate whether those known laws of physics truly describe what’s going on at the edge of where space-time breaks down.”

“It’s mind-boggling to actually witness material orbiting a massive black hole at 30% of the speed of light,” marveled Oliver Pfuhl, a scientist at the Max Planck Institute for Extraterrestrial Physics

For astrophysicists, this glimpse at plasma is interesting in and of itself. “We have a totally new environment, which is totally unknown,” said Nico Hamaus, a cosmologist at Ludwig Maximilian University in Munich, who also developed the early hot spot theory.

While some matter in the accretion disc — the belt of gas orbiting Sagittarius A* at relativistic speeds — can orbit the black hole safely, anything that gets too close is doomed to be pulled beyond the event horizon. The closest point to a black hole that material can orbit without being irresistibly drawn inwards by the immense mass is known as the innermost stable orbit, and it is from here that the observed flares originate.

Relativistic speeds are those which are so great that the effects of Einstein’s Theory of Relativity become significant. In the case of the accretion disc around Sagittarius A*, the gas is moving at roughly 30% of the speed of light.

“We were closely monitoring S2, and of course we always keep an eye on Sagittarius A*,” explained Pfuhl. “During our observations, we were lucky enough to notice three bright flares from around the black hole — it was a lucky coincidence!”

Reinhard Genzel, of the Max Planck Institute for Extraterrestrial Physics (MPE), who led the study, explained: “This always was one of our dream projects but we did not dare to hope that it would become possible so soon.” Referring to the long-standing assumption that Sagittarius A* is a supermassive black hole, Genzel concluded that “the result is a resounding confirmation of the massive black hole paradigm.”

The Daily Galaxy, Max Goldberg, via Perimeter Institute for Theoretical Physics, ESO and Quanta