L’inversione magnetica spontanea del buco del mostro provoca una misteriosa esplosione

Questa illustrazione mostra il disco di accrescimento, la corona (pallida, rotazioni coniche nella parte superiore del disco), la supernova della galassia attiva 1ES 1927 + 654, fino all’ultimo bagliore. Credito: NASA / Sonoma State University, Aurore Simonnet

L’Osservatorio Swift della NASA tiene traccia della possibile deflessione magnetica del buco del mostro

Una rara e misteriosa eruzione di una galassia attiva distante 236 milioni di anni luce potrebbe essere innescata da un vortice magnetico, una deviazione spontanea di un campo magnetico che ne circonda la parte centrale.[{” attribute=””>black hole.

In a comprehensive new study, an international team of scientists links the eruption’s unusual characteristics to changes in the black hole’s environment that likely would be triggered by such a magnetic switch.

Esamina l’insolita eruzione 1ES 1927 + 654, una galassia a 236 milioni di anni luce di distanza nella costellazione del Drago. L’improvvisa rotazione di un campo magnetico attorno a una massa di milioni di masse solari può causare un’esplosione. Prestito:[{” attribute=””>NASA’s Goddard Space Flight Center

“Rapid changes in visible and ultraviolet light have been seen in a few dozen galaxies similar to this one,” said Sibasish Laha, a research scientist at the University of Maryland, Baltimore County and NASA’s Goddard Space Flight Center in Greenbelt, Maryland. “But this event marks the first time we’ve seen X-rays dropping out completely while the other wavelengths brighten.”

A paper describing the findings, led by Laha, is accepted for publication in The Astrophysical Journal.

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Questa sequenza mostra le diverse caratteristiche dell’eruzione della galassia 1ES 1927 + 654, dalla luminosità UV in rapido aumento alla perdita della corona, che è la fonte di raggi X ad alta energia. Prestito: NASA Goddard Space Flight Center

Il team di ricerca ha analizzato le nuove osservazioni d’archivio in tutto lo spettro. L’Osservatorio Swift Neil Gehrels della NASA և Il satellite XMM-Newton dell’ESA (Agenzia spaziale europea) ha fornito misurazioni dei raggi X ultravioletti և. Le osservazioni in luce visibile sono state ottenute dal Telescopio Nazionale Galileo da 3,6 metri in Italia e dal Gran Telescopio Canarias da 10,4 metri, entrambi situati sull’isola spagnola di La Palma nelle Isole Canarie. Le misurazioni radio sono state ottenute dal Very Long Baseline Array, una rete di 10 radiotelescopi con sede negli Stati Uniti; Massa molto grande nel New Mexico; և Rete europea VLBI.

All’inizio di marzo 2018, l’All-Sky Automated Survey for Supernovae ha avvertito gli astronomi che la galassia chiamata 1ES 1927 + 654 aveva brillato circa 100 volte nella luce visibile. Una precedente ricerca dell’Asteroid Impact Earth Survey, finanziata dalla NASA, ha rivelato che l’eruzione è iniziata mesi fa, alla fine del 2017.

Esplosione inversa magnetica al centro di una galassia attiva

Questo diagramma mostra l’interpretazione inversa magnetica di un’eruzione al centro di una galassia attiva nota come 1ES 1927 + 654. Le linee gialle indicano la direzione iniziale del campo magnetico, mentre le linee arancioni indicano l’inversione di polarità. A fine dicembre 2017 il disco di accrescimento è stato illuminato fino a 100 volte in luce visibile a causa dell’aumento di “potenza” della cavità supermassiccia, che potrebbe essere stato causato da un cambiamento nella polarità magnetica del disco esterno. Nell’agosto 2018, il flusso magnetico inverso ha raggiunto il disco di accrescimento interno, provocando la scomparsa dei raggi X ad alta energia da esso prodotti. Nell’ottobre 2018 sono tornati i raggi X, che mostrano che la corona era stata ricostruita, ma gradualmente è diventata più intensa, raggiungendo il suo apice nel novembre 2019. Durante questo periodo il campo magnetico si intensificò con il suo nuovo orientamento և flusso maggiore. il materiale può raggiungere la cavità. Attuale Questa cavità si trovava prima della sua eruzione del 2011, ma con il campo magnetico di polarità opposta. Prestito: NASA Goddard Space Flight Center / Jay Friedlander

Quando Swift ha esplorato per la prima volta la galassia nel maggio 2018, la sua radiazione UV è aumentata di 12 volte, ma è costantemente diminuita, indicando un picco senza precedenti. Poi, a giugno, le radiazioni di raggi X di energia superiore nella galassia sono scomparse.

“È stato molto commovente approfondire questo strano episodio esplosivo di questa galassia, per cercare di comprendere i possibili processi fisici in atto”, ha affermato José Acosta-Pulido, coautore dell’Istituto di Astronomia delle Isole Canarie (IAC) di Tenerife. .

https://www.youtube.com/watch?v=YzwterZ4mwc:
Questo video mostra l’interpretazione inversa magnetica di un’eruzione al centro di una galassia attiva, nota come 1ES 1927 + 654, come mostrato nel diagramma sopra. Prestito: NASA Goddard Space Flight Center / Jay Friedlander

La maggior parte delle grandi galassie, inclusa la nostra[{” attribute=””>Milky Way, host a supermassive black hole weighing millions to billions of times the Sun’s mass. When matter falls toward one, it first collects into a vast, flattened structure called an accretion disk. As the material slowly swirls inward, it heats up and emits visible, UV, and lower-energy X-ray light. Near the black hole, a cloud of extremely hot particles – called the corona – produces higher-energy X-rays. The brightness of these emissions depends on how much material streams toward the black hole.

“An earlier interpretation of the eruption suggested that it was triggered by a star that passed so close to the black hole it was torn apart, disrupting the flow of gas,” said co-author Josefa Becerra González, also at the IAC. “We show that such an event would fade out more rapidly than this outburst.”

Neil Gehrels Swift Observatory

Illustration of the Neil Gehrels Swift Observatory. Credit: NASA

The unique disappearance of the X-ray emission provides astronomers with an important clue. They suspect the black hole’s magnetic field creates and sustains the corona, so any magnetic change could impact its X-ray properties.

“A magnetic reversal, where the north pole becomes south and vice versa, seems to best fit the observations,” said co-author Mitchell Begelman, a professor in the department of astrophysical and planetary sciences at the University of Colorado Boulder. He and his Boulder colleagues, post-doctoral researcher and co-author Nicolas Scepi and professor Jason Dexter, developed the magnetic model. “The field initially weakens at the outskirts of the accretion disk, leading to greater heating and brightening in visible and UV light,” he explained.

As the flip progresses, the field becomes so weak that it can no longer support the corona – the X-ray emission vanishes. The magnetic field then gradually strengthens in its new orientation. In October 2018, about 4 months after they disappeared, the X-rays came back, indicating that the corona had been fully restored. By summer 2021, the galaxy had completely returned to its pre-eruption state.

Magnetic reversals are likely to be common events in the cosmos. The geologic record shows that Earth’s field flips unpredictably, averaging a few reversals every million years in the recent past. The Sun, by contrast, undergoes a magnetic reversal as part of its normal cycle of activity, switching north and south poles roughly every 11 years.

Reference: “A radio, optical, UV and X-ray view of the enigmatic changing look Active Galactic Nucleus 1ES~1927+654 from its pre- to post-flare states” by Sibasish Laha (NASA-GSFC), Eileen Meyer, Agniva Roychowdhury, Josefa Becerra González, J. A. Acosta-Pulido, Aditya Thapa, Ritesh Ghosh, Ehud Behar, Luigi C. Gallo, Gerard A. Kriss, Francesca Panessa, Stefano Bianchi, Fabio La Franca, Nicolas Scepi, Mitchell C. Begelman, Anna Lia Longinotti, Elisabeta Lusso, Samantha Oates, Matt Nicholl and S. Bradley Cenko, Accepted, The Astrophysical Journal.
arXiv:2203.07446

Goddard manages the Swift mission in collaboration with Penn State, the Los Alamos National Laboratory in New Mexico, and Northrop Grumman Space Systems in Dulles, Virginia. Other partners include the University of Leicester and Mullard Space Science Laboratory in the United Kingdom, Brera Observatory in Italy, and the Italian Space Agency.

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