James Webb je prvi put zabeležio bljeskove Sgr A* u srednje‑infracrvenom spektru i izmerio promenu spektralnog indeksa tokom izbijanja. Promena indeksa ukazuje na sinhrontronsko hlađenje, što znači da relativistički elektroni gube energiju emitovanjem sinhrontronskog zračenja. Na osnovu brzine hlađenja naučnici su mogli nezavisno da procene jačinu magnetnog polja u regionu emisije. Posmatranja su izvedena MIRI/MRS režimom JWST‑a, a rezultati su objavljeni na arXiv‑u (januar 2025).
James Webb uhvatio bljesak Sgr A* u srednje‑infracrvenom: otkriveno sinhrontronsko hlađenje i merenje magnetnog polja
James Webb svemirski teleskop (JWST) prvi put je registrovao bljeskove iz supermasivne crne rupe u centru naše galaksije, Sagittarius A* (Sgr A*), u srednje‑infracrvenom (mid‑IR) delu spektra. Nove analize omogućile su naučnicima da prate promenu spektralnog indeksa tokom izbijanja i da identifikuju procese koji koče i oblikuju emisiju u neposrednoj blizini crne rupe.
Tim istraživača, među kojima je i Sebastiano von Fellenberg iz Max Planck instituta za radioastronomiju u Bonu, zabeležio je variranje Sgr A* u srednje‑IR talasnim dužinama — oblast koja je do sada predstavljala prazninu između ranijih posmatranja u blisko‑IR i radio opsezima. Dosadašnja posmatranja su često beležila bljeskove u blisko‑infracrvenom i radio opsegu, ali mid‑IR podaci su nedostajali i sada dopunjuju sliku procesa koji se dešavaju pre nego što bljeskovi izblede.
„Mid‑infracrveni podaci su uzbudljivi jer nam omogućavaju da zatvorimo prazninu između radio i bliskoinfracrvenog opsega. Naš mid‑IR bljesak podseća na tipičan bliskoinfracrveni bljesak — što potvrđuje da se takvi događaji javljaju i u mid‑IR — a istovremeno pruža novu, direktnu meru promena spektralnog indeksa,“ rekao je von Fellenberg.
Ključni doprinos JWST posmatranja je mogućnost simultanog snimanja izvora na četiri različite talasne dužine jednim instrumentom, konkretno režimom MRS instrumenta MIRI. To je omogućilo prvu direktnu procenu mid‑IR spektralnog indeksa tokom toka bljeska.
Sinhrontronsko hlađenje i merenje magnetnog polja
Analiza pokazuje da se spektralni indeks menja tokom trajanja izbijanja, što je jasan znak tzv. sinhrontronskog hlađenja. Pri tom procesu, relativistički elektroni gube energiju emitujući sinhrontronsko zračenje — i upravo ta emisija napaja zapaženu mid‑IR svetlost.
Budući da brzina sinhrontronskog hlađenja zavisi od jačine magnetnog polja u regionu emisije, posmatranjem promena spektralnog indeksa naučnici sada mogu nezavisno proceniti jačinu magnetnog polja za konkretan bljesak. Prethodna merenja u bliskom‑IR nisu dozvoljavala takvu „čistu“ procenu bez dodatnih pretpostavki o broju elektrona i drugim parametrima.
Zašto je Webb presudan?
Za visoku osetljivost u mid‑IR opsegu neophodno je posmatranje iz svemira jer Zemljina atmosfera značajno otežava merenja u tim talasnim dužinama. MIRI/MRS na JWST‑u daje dovoljno širok spektar i osetljivost za precizno određivanje spektralnog indeksa u mid‑IR, što je bila ključna kombinacija za ova otkrića.
Kratko podsećanje: sama crna rupa ne emituje svetlost, ali materija u njenoj neposrednoj okolini — zagrejana i ubrzana postojećim magnetnim poljima — povremeno proizvodi snažne bljeskove elektromagnetnog zračenja. Simulacije i teorije ukazuju da rekonekcija magnetnih linija može osloboditi velike količine energije i generisati sinhrontronsko zračenje koje vidimo kao bljeskove.
Rezultati istraživanja predstavljeni su javnosti u januaru 2025. godine i dostupni su na repozitorijumu arXiv, uz dve prateće studije koje detaljnije razrađuju posmatranja i modele.
Pomozite nam da budemo bolji.
