Cambios de brillo inusuales en Sgr A*
Un estudio revela un aumento significativo en el brillo de Sgr A* en 2019.
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Tabla de contenidos
Sgr A* es el centro de nuestra galaxia, la Vía Láctea, y tiene un agujero negro supermasivo. Este agujero negro es único porque está más cerca de nosotros que cualquier otro agujero negro supermasivo conocido. Comprender su comportamiento es clave para aprender más sobre la física de los agujeros negros y cómo interactúan con su entorno.
A lo largo de los años, los científicos han observado Sgr A* y han encontrado que su Brillo cambia de vez en cuando. Estos cambios pueden ayudarnos a entender cómo el gas y la materia son atraídos hacia el agujero negro. En particular, las observaciones de 2005 a 2022 han mostrado un comportamiento consistente, pero algo inusual pasó en 2019. Este estudio analiza la actividad de Sgr A* en ese año y sus implicaciones para nuestra comprensión de la Acreción de agujeros negros.
Observaciones
Desde 2005 hasta 2022, el equipo usó el Observatorio Keck para monitorear Sgr A*. Se centraron en la luz infrarroja cercana (NIR), que es efectiva para detectar cambios en el brillo. El equipo recopiló datos de numerosas noches de observación, tomando medidas con una cámara especializada que ayuda a reducir los efectos de las perturbaciones atmosféricas.
Durante este período, Sgr A* parecía tener un brillo estable. Sin embargo, en 2019, el agujero negro mostró un aumento en el brillo, especialmente en mayo. El equipo reanalizó todos los datos grabados para buscar patrones o razones detrás de esta actividad inusual.
Hallazgos de 2019
En 2019, Sgr A* mostró un aumento significativo en el brillo. El brillo promedio en 2019 fue tres veces más alto que durante los años anteriores. Este aumento no fue solo un destello breve; marcó un cambio distintivo en el comportamiento de Sgr A*.
A partir de las Curvas de Luz, que muestran la salida de luz a lo largo del tiempo, el equipo encontró que las fluctuaciones en el brillo fueron mayores en 2019 que en años anteriores. Este patrón de aumento de brillo y variabilidad sugiere que pudo haber ocurrido un aumento temporal en la cantidad de gas cayendo en el agujero negro.
Posibles causas del aumento de actividad
El estudio propone varias hipótesis para explicar la actividad intensificada observada en 2019.
Aumento de la acreción
Una posibilidad es un aumento temporal en el gas que es atraído hacia el agujero negro. Esto podría suceder si estrellas u objetos cercanos interrumpieran la nube de gas alrededor de Sgr A*. En particular, los movimientos de una estrella llamada S0-2 en 2018 podrían haber jugado un papel. Su acercamiento podría haber perturbado el gas que rodea al agujero negro y llevado a una mayor acreción.
Además, otro objeto conocido como G2 pasó cerca de Sgr A* en 2014. Se especuló que el gas de G2 pudo haber tardado en llegar al agujero negro, resultando en la actividad aumentada observada en 2019.
Un cambio en el estado de acreción
Otra idea es que Sgr A* pudo haber entrado en un nuevo estado donde experimenta destellos brillantes más frecuentes. Cambios en los procesos internos del agujero negro podrían llevar a una actividad aumentada, pero esto es menos probable dado la falta de comportamiento similar en los años posteriores.
Eventos brillantes como ocurrencias raras
Algunos científicos sugirieron que los eventos brillantes vistos en 2019 podrían ser ocurrencias raras dentro del comportamiento habitual de Sgr A*. Argumentan que estos momentos brillantes no fueron completamente diferentes de lo que se ha observado antes, sino que estaban en el extremo extremo del espectro.
Análisis de las curvas de luz
Para entender las variaciones en el brillo, los investigadores crearon curvas de luz comparando la actividad de 2019 con años anteriores y posteriores. Los datos mostraron que Sgr A* puede variar su brillo significativamente, incluso en niveles bajos. Esto significa que no se asienta en un brillo constante, sino que siempre está cambiando.
En los años posteriores a 2019, Sgr A* no mostró ninguno de los niveles de brillo extraordinarios que se registraron durante ese año. Esto sugiere que la actividad en 2019 fue realmente inusual.
Comparaciones estadísticas
Los investigadores aplicaron pruebas estadísticas para comparar las distribuciones de brillo de diferentes años. Los resultados indicaron que los niveles de brillo en 2019 eran significativamente diferentes de los de años anteriores y posteriores. Esto apoya aún más la idea de que 2019 fue un período excepcional para Sgr A*.
Examinando flujos tenues
Los investigadores también observaron la luz tenue de Sgr A* a lo largo de los años. Querían ver si había un estado constante de bajo brillo, que aparecería como un "piso" en la curva de luz. Sin embargo, los resultados mostraron que Sgr A* era consistentemente variable, incluso en niveles de bajo brillo.
En general, los cambios en el flujo ocurrieron en un amplio rango, sugiriendo que el agujero negro no se asienta en una fase tranquila. En cambio, se mantiene dinámico, con fluctuaciones en el brillo todo el tiempo.
Características de tiempo
Analizar el tiempo de los cambios de brillo permitió a los investigadores estudiar qué tan rápido subieron y bajaron los niveles de luz. Encontraron que los patrones de fluctuación eran consistentes con lo que se ha observado en otros agujeros negros. Las fluctuaciones más rápidas durante 2019 confirmaron que ese año fue particularmente activo para Sgr A*.
Implicaciones para entender los agujeros negros
Los hallazgos de este período de actividad inusual pueden ayudar a los científicos a comprender mejor el comportamiento de los agujeros negros. Los datos revelan información sobre cómo se acumula materia y los factores que influyen en el brillo. Observaciones como estas son cruciales para unir las dinámicas de los agujeros negros y sus entornos.
Conclusión
Este estudio reveló que Sgr A* mostró cambios notables en el brillo en 2019 en comparación con otros años. El aumento en la luminosidad y las fluctuaciones pueden indicar un evento especial o un cambio en el proceso de acreción del agujero negro. Un monitoreo y análisis adicionales serán esenciales para entender si Sgr A* mostrará un comportamiento similar en el futuro.
Entender la actividad de Sgr A* puede proporcionar una visión más profunda de cómo funcionan los agujeros negros y cómo interactúan con su entorno. A medida que los astrónomos continúan observando este objeto fascinante, pueden descubrir aún más sobre los procesos intrincados que rigen su comportamiento.
Título: Near-Infrared Flux Distribution of Sgr A* from 2005-2022: Evidence for an Enhanced Accretion Episode in 2019
Resumen: Sgr A* is the variable electromagnetic source associated with accretion onto the Galactic center supermassive black hole. While the near-infrared (NIR) variability of Sgr A* was shown to be consistent over two decades, unprecedented activity in 2019 challenges existing statistical models. We investigate the origin of this activity by re-calibrating and re-analyzing all of our Keck Observatory Sgr A* imaging observations from 2005-2022. We present light curves from 69 observation epochs using the NIRC2 imager at 2.12 $\mu$m with laser guide star adaptive optics. These observations reveal that the mean luminosity of Sgr A* increased by a factor of $\sim$3 in 2019, and the 2019 light curves had higher variance than in all time periods we examined. We find that the 2020-2022 flux distribution is statistically consistent with the historical sample and model predictions, but with fewer bright measurements above 0.6 mJy at the $\sim$2$\sigma$ level. Since 2019, we have observed a maximum $K_s$ (2.2 $\mu$m) flux of 0.9 mJy, compared to the highest pre-2019 flux of 2.0 mJy and highest 2019 flux of 5.6 mJy. Our results suggest that the 2019 activity was caused by a temporary accretion increase onto Sgr A*, possibly due to delayed accretion of tidally-stripped gas from the gaseous object G2 in 2014. We also examine faint Sgr A* fluxes over a long time baseline to search for a quasi-steady quiescent state. We find that Sgr A* displays flux variations over a factor of $\sim$500, with no evidence for a quiescent state in the NIR.
Autores: Grant C. Weldon, Tuan Do, Gunther Witzel, Andrea M. Ghez, Abhimat K. Gautam, Eric E. Becklin, Mark R. Morris, Gregory D. Martinez, Shoko Sakai, Jessica R. Lu, Keith Matthews, Matthew W. Hosek, Zoë Haggard
Última actualización: 2023-08-18 00:00:00
Idioma: English
Fuente URL: https://arxiv.org/abs/2308.09749
Fuente PDF: https://arxiv.org/pdf/2308.09749
Licencia: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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