Гигантские структуры горячего газа над и под галактическим диском, вероятно, вызваны ударными волнами, вызванными прошлой активностью в центре нашей галактики.
Первый обзор всего неба с помощью рентгеновского телескопа eROSITA на борту обсерватории «Спектр-РГ» показал наличие в Млечном Пути большой структуры в форме песочных часов. Эти так называемые «пузыри eROSITA» поразительно похожи на пузыри Ферми, обнаруженные десять лет назад при еще более высоких энергиях. Наиболее вероятное объяснение этих галактических особенностей - это огромная, древняя инъекция энергии из центра нашей галактики, вызывающая сотрясения в ее горячей газовой оболочке.
Астрономы обнаружили эту замечательную новую особенность на первой обзорной карте всего неба, созданной рентгеновским телескопом eROSITA. Это огромная круглая структура из горячего газа, которая лежит ниже плоскости Млечного Пути и покрывает большую часть южного неба. Подобная структура, ранее обнаруженная в северном небе, так называемый северный полярный отрог, была известна давно и ранее считалась следом взрыва старой сверхновой. И северная, и южная структуры сразу напоминают единый набор пузырей в форме песочных часов, выходящих из самого центра нашей галактики.
«Благодаря своей чувствительности и высокому спектральному и угловому разрешению, eROSITA смогла нанести на карту все рентгеновское небо с высокой точностью, недвусмысленно выявив существование этого южного пузыря», - объясняет Майкл Фрейберг, ученый, работающий в миссии eROSITA в Институте Макса Планка (MPE) в Германии. eROSITA сканирует все небо каждые шесть месяцев, и собранные данные позволяют ученым искать плохо видимые структуры, покрывающие большую часть всего неба.
Крупномасштабное рентгеновское излучение, наблюдаемое миссией eROSITA в диапазоне средних энергий (0,6–1,0 кэВ), доказывает, что внутренний размер обнаруженных пузырей достигает нескольких килопарсек (около 50 000 световых лет). Это почти такой же размер, как размер всего Млечного Пути. «Пузыри EROSITA» также демонстрируют поразительное морфологическое сходство с хорошо известными «пузырями Ферми», обнаруженными в гамма-волнах телескопом "Ферми", но они больше и более энергичны.
Четкие границы этих пузырей, скорее всего, являются следами сотрясений, вызванных мощным выбросом энергии, идущей из внутренней части нашей Галактики в галактическое гало. Такое объяснение присутствия везикул Ферми предлагалось и раньше, но теперь, благодаря телескопу eROSITA, масштабы и морфология этих структур стали очевидными.
Это открытие поможет астрономам понять космический цикл потока вещества в Млечном Пути и вокруг него, а также в других галактиках. Большая часть обычной (барионной) материи во Вселенной невидима для наших глаз, а все звезды и галактики, которые мы наблюдаем с помощью оптических телескопов, составляют менее 10% от общей массы всей материи в космосе. Подсчитано, что огромное количество незаметной для нас барионной материи должно содержаться в тонких оболочках, которые, подобно гигантским коконам, охватывают галактики и волокна материи, лежащие между ними в космической паутине. Эти ореолы вещества очень горячие - с температурами порядка миллионов градусов, и поэтому их можно увидеть только в телескопы, чувствительные к излучению очень высоких энергий.
Пузырьки, которые сейчас наблюдаются телескопом eROSITA в такой оболочке, коконе горячего газа вокруг Млечного Пути, вызваны либо вспышкой звездообразования, либо взрывом сверхмассивной черной дыры, присутствующей в центре нашей галактики. Хотя в настоящее время галактическая черная дыра Млечного Пути бездействует, она могла быть активной в прошлом, как и многие активные галактические ядра с быстрорастущими черными дырами, видимыми в далеких галактиках. В любом случае энергия, необходимая для образования этих огромных пузырей, должна была быть огромной, порядка 10-56 эрг, что соответствует высвобождению энергии в сумме до 100 000 сверхновых.
"Следы, оставленные в Галактике в результате таких извержений, долго не заживают в ореоле, - добавляет Андреа Мерлони, главный исследователь миссии eROSITA. - Исследователи искали такого рода гигантские пережитки прошлого, довольно резкую активность вокруг многих галактик в прошлом. Но пузырь eROSITA теперь убедительно подтверждает гипотезу о столь крупномасштабных взаимодействиях между ядром галактики и гало вокруг него. Эти взаимодействия достаточно сильны, чтобы нарушить структуру, энергетический баланс и химическое обогащение перигалактического центра Млечного Пути".
"EROSITA сейчас завершает свое второе сканирование всего неба, удваивая количество рентгеновских фотонов от ранее обнаруженных пузырей, - сказал Рашид Сюняев, ученый миссии "Спектр-РГ" в России. - У нас впереди огромный объем работы, потому что данные eROSITA позволяют идентифицировать многие спектральные линии рентгеновского излучения, испускаемые высокоионизированным газом. Это означает, что теперь мы можем изучать содержание химических элементов, степень их ионизации, а также плотность и температуру газа, излучающего эти линии в пузырях, а также определять местоположение ударных волн и оценивать характерные временные масштабы этих явлений".
Рентгеновский телескоп eROSITA был запущен в космос на борту миссии "Спектр-РГ" 13 июля 2019 года. Его большая область сбора данных и широкое поле зрения специально адаптированы к особым требованиям для глубоких рентгеновских исследований всего неба. В течение шести месяцев (декабрь 2019 г. - июнь 2020 г.) SRG / eROSITA выполнила первый обзор неба при энергиях 0,2-8 кэВ и, следовательно, намного «глубже», чем единственный существующий обзор всего неба с помощью рентгеновского телескопа, сделанный спутником ROSAT в 1990 г (энергии 0,1-2,4 кэВ).
Источник: Институт Макса Планка