6 Million Years Ago the Milky Way had a violent outburst in its centre
 | ||
| This artist's impression shows the Milky Way as it may have appeared 6 million years ago during a "quasar" phase of activity. A wispy orange bubble extends from the galactic center out to a radius of about 20,000 light-years. Outside of that bubble, a pervasive "fog" of million-degree gas might account for the galaxy's missing matter of 130 billion solar masses. Credit: Mark A. Garlick/CfA |
The centre of the Milky Way galaxy is currently a quiet place where a supermassive black hole slumbers, only occasionally slurping small sips of hydrogen gas. But it wasn't always this way. A new study shows that 6 million years ago, when the first human ancestors known as hominids walked the Earth, our galaxy's core blazed forth furiously. The evidence for this active phase came from a search for the galaxy's missing mass.
Measurements show that the Milky Way galaxy weighs about 1-2 trillion times as much as our Sun. About five-sixths of that is in the form of invisible and mysterious dark matter. The remaining one-sixth of our galaxy's heft, or 150-300 billion solar masses, is normal matter. However, if you count up all the stars, gas and dust we can see, you only find about 65 billion solar masses. The rest of the normal matter - stuff made of neutrons, protons, and electrons - seems to be missing.
 |
| The Galactic Centre showing evidence for the Black Hole at the centre of the Milky Way. Keck/UCLA |
"We played a cosmic game of hide-and-seek. And we asked ourselves, where could the missing mass be hiding?" says lead author of the investigation Fabrizio Nicastro, a research associate at the Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics (CfA) and astrophysicist at the Italian National Institute of Astrophysics (INAF).
"We analyzed archival X-ray observations from the XMM-Newton spacecraft and found that the missing mass is in the form of a million-degree gaseous fog permeating our galaxy. That fog absorbs X-rays from more distant background sources," Nicastro continues.
The astronomers used the amount of absorption to calculate how much normal matter was there, and how it was distributed. They applied computer models but learned that they couldn't match the observations with a smooth, uniform distribution of gas. Instead, they found that there is a "bubble" in the center of our galaxy that extends two-thirds of the way to Earth.
Clearing out that bubble required a tremendous amount of energy. That energy, the authors surmise, came from the feeding black hole. While some infalling gas was swallowed by the black hole, other gas was pumped out at speeds of 2 million miles per hour (1,000 km/sec).
Six million years later, the shock wave created by that phase of activity has crossed 20,000 light-years of space. Meanwhile, the black hole has run out of nearby food and gone into hibernation.
This timeline is corroborated by the presence of 6-million-year-old stars near the galactic center. Those stars formed from some of the same material that once flowed toward the black hole.
"The different lines of evidence all tie together very well," says Smithsonian co-author Martin Elvis (CfA). "This active phase lasted for 4 to 8 million years, which is reasonable for a quasar."
The observations and associated computer models also show that the hot, million-degree gas can account for up to 130 billion solar masses of material. Thus, it just might explain where all of the galaxy's missing matter was hiding: it was too hot to be seen.
More answers may come from the proposed next-generation space mission known as X-ray Surveyor. It would be able to map out the bubble by observing fainter sources, and see finer detail to tease out more information about the elusive missing mass. The European Space Agency's Athena X-ray Observatory, planned for launch in 2028, offers similar promise.
These results have been published in The Astrophysical Journal and are available online.
Sources: Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics, Chandra, NASA, Wikipedia
------------------------------------------------------------------------------------------
Hace 6 millones de años la Vía Láctea sufrió un episodio explosivo en su centro
 |
| Simulation of gas cloud after close approach to the black hole at the centre of the Milky Way. Credit: ESO/MPE/Marc Schartmann |
El centro de la galaxia de la Vía Láctea es actualmente un lugar bastante calmado en donde dormita un agujero negro súpermasivo, que solo ocasionalmente absorbe pequeños buches de gas de hidrógeno. Pero no siempre fue así. Una nueva investigación nos muestra que hace 6 millones de años, cuando los primeros ancestros de los humanos conocidos como homínidos caminaban por la Tierra, el núcleo de nuestra galaxia se incendiaba furiosamente. La evidencia de esta fase activa vino de investigar la masa perdida de la galaxia.
Las mediciones indican que la galaxia de la Vía Láctea pesa alrededor de 1 a 2 trillones de lo que pesa nuestra Sol. Alrededor de cinco sextos de ello está compuesta de la misteriosa e invisible materia oscura. La sexta parte que falta del peso de nuestra nuestra, o lo que es igual de 150 a 300 billones de masas solares, es materia normal. Sin embargo, si se cuentan todas las estrellas, el gas y el polvo que podemos ver, solo se ve alrededor de 62 billones de masas solares. El resto de la materia normal - cosas hechas de neutrones, protones, y electrones – parece que faltase.
 |
| Gas cloud ripped apart by black hole at the centre of the Milky Way. Credit: ESO/S. Gillessen |
“Hemos jugado a un juego cósmico del escondite. Y nos hemos preguntado a nosotros mismos, ¿dónde podrían estar la masa oculta?” dice el autor principal de la investigación, Fabrizio Nicastro, un investigador asociado del Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics (CfA) y astrofísico en el Instituto Italiano de Astrofísica (INAF).
“Hemos analizado los datos archivados de las observaciones de rayos x de la nave espacial XMM-Newton y encontrado que la masa que falta esta en forma de neblina de gas de un millón de grados impregnando a nuestra galaxia. Dicha neblina absorbe rayos x de fuentes lejanas de fondo y mucho más distantes,” continuaba Nicastro.
Los astrónomos han usado la cantidad de absorción para calcular cuánto hay de materia normal en ella, y como esta estaba distribuida. Aplicaron un modelo computacional, pero se dieron cuenta de que no podían equiparar las observaciones con una suave, uniforme distribución de gas. En lugar de esto, hay una “burbuja” en el centro de nuestra galaxia que se extiende por dos tercios del camino hacia la Tierra.
Despejar esa burbuja requirió una cantidad tremenda de energía. Esa energía, resuenen los autores, provino de alimentar al agujero negro. Mientras algún gas caía al agujero negro y era tragado por este, otro gas era expulsado hacia afuera a una velocidad de 2 millones de millas por hora (1.000 km/s).
Seis millones de años más tarde, la onda expansiva creada por esa fase de actividad ha cruzado 20.000 años luz de espacio. Mientras tanto, el agujero negro se ha quedado sin comida cercana y está en hibernación.
Esta línea de tiempo se corrobora por la presencia de estrellas de 6 millones de antigüedad cerca del centro galáctico. Esas estrellas se formaron del mismo material que una vez fluía hacia el agujero negro.
“Las diferentes líneas de evidencia todas se entrelazan muy bien,” dijo el coautor del Smithsonian Martin Elvis (CfA). “Esta fase activa duró de 4 o 8 millones de años, lo cual es razonable para un cuásar."
Las observaciones y modelos de computador asociados también muestran que el cliente, gas de un millón de grados puede dar cuenta de hasta 130 billones de masas solares en material. Así que podría explicar todo se escondía toda la materia perdida de la galaxia: era demasiado caliente para poder verse.
Mas respuestas podrían venir de la misión de nueva generación propuestas conocida como X-ray Surveyor. Que podría ser capaz de cartografiar la burbuja a través de la observación de fuentes más débiles, y poder ver detalle más fino y así poder extraer más información acerca de la esquiva masa perdida. El observatorio de Rayos X de la agencia europea espacial esta propuesto para ser lanzado en 2028, y ofrecera unas prestaciones simialres.
More answers may come from the proposed next-generation space mission known as X-ray Surveyor. It would be able to map out the bubble by observing fainter sources, and see finer detail to tease out more information about the elusive missing mass. The European Space Agency's Athena X-ray Observatory, planned for launch in 2028, offers similar promise.
Los resultados de esta investigación se han publicado en la The Astrophysical Journal y están disponibles online.
Sources: Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics, Chandra, NASA, Wikipedia
Animation of Star Ripped Apart by Giant Black Hole by Chandra
