Более 10 лет назад было сообщено об обнаружении таинственных гигантских пузырей высотой около 25 000 световых лет над и под центром Млечного Пути. Со временем их стали называть "пузырями Ферми". Теперь выяснилось, что над ними есть еще более крупные пузыри, высота которых достигает 45 000 световых лет.
В 1950-х годах астрономы впервые заметили, что над плоскостью Млечного Пути, на его северной стороне, висит радиоизлучающая дуга. В течение последующих десятилетий ученые спорили о том, что представляет собой этот "северный полярный отрог". Некоторые видели в нем остатки взорвавшейся звезды, другие считали, что это остатки какого-то более крупного взрыва. Такие вопросы трудно разрешить, потому что, когда мы смотрим в пространство, мы не видим глубины. У нас есть двухмерная карта трехмерной вселенной, говорит один из экспертов.
Большинство астрономов считали, что Северная полярная шпора находится в непосредственной близости от нашей галактики. Некоторые исследования показали, что она сливается с близлежащими газовыми облаками. Другие эксперты изучили, как она искажает свет фоновых звезд, и пришли к выводу, что это останки сверхновой.
В 1977 году Йошиаки Софуэ, астроном из Токийского университета, на основе моделирования пришел к выводу, что то, что мы видим, является лишь частью более крупной гигантской структуры - пары пузырей, расположенных по обе стороны от галактического центра. Такие структуры, по мнению Софуэ, растянулись бы на десятки тысяч лет и были бы ударными волнами от крупного события, произошедшего миллионы лет назад.
Но если Софуэ права, почему мы не видим подобной структуры на юге? Большинство экспертов остались неубежденными, и идея японца превратилась в нишевую гипотезу.
Все изменилось, когда в 2010 году космический телескоп Ферми заметил два пузыря, испускающих гамма-лучи и простирающихся по обе стороны от плоскости нашей галактики, над и под ее центром. Пузыри были слишком малы, чтобы Северный полярный отрог мог быть их частью. Однако, если мы знаем, что существует одна пара пузырьков, возможно, есть и другая? Ситуация быстро изменилась, говорит Дзюн Катаока, коллега Софоэ по Университету Васэда.
Последующие исследования только укрепили утверждения японского исследователя. Немецко-российская миссия "Спектр-РГ", которая выводит на орбиту точку L2, была запущена в середине 2019 года. Она включает российский телескоп ART-XC, регистрирующий высокоэнергетическое рентгеновское излучение в диапазоне 5-30 кэВ, и немецкий eROSITA, наблюдающий то же излучение в диапазоне 0,2-10 кэВ. Первая предварительная карта наблюдений eROSITA была опубликована в середине этого года.
На ней видны рентгеновские пузыри высотой 45 000 световых лет каждый. Излучение испускается газом с температурой 3-4 миллиона кельвинов, который расширяется со скоростью 300-400 км/с. Важно отметить, что видны как северный, так и южный пузыри. И положение северного пузыря идеально совпадает с положением Северного полярного отрога.
Однако ученые до сих пор не до конца интерпретировали Северный полярный отрог. Не исключено, что остатки сверхновой находятся именно перед недавно обнаруженным северным пузырем. В сентябре 2020 года было опубликовано исследование, авторы которого сообщили, что нечто, состоящее из пыли, висит в 450 световых годах над галактическим центром. В космических терминах это непосредственная близость, даже в двух шагах.
Однако наблюдения eROSITA указывают на то, что около 15-20 миллионов лет назад в центре Млечного Пути произошел большой взрыв. Но что это могло быть? На основании расчетов энергии, необходимой для образования таких больших и горячих пузырей, возможны два сценария.
Первый предполагает, что десятки тысяч новых звезд внезапно появились и быстро закончили свою жизнь впечатляющими взрывами. Однако, по мнению многих экспертов, это маловероятно, поскольку наблюдаемые пузыри содержат мало металлов или более тяжелых элементов. Металличность очень низкая, поэтому я не думаю, что причиной является звездная активность, говорит Катаока.
Альтернативный сценарий предполагает наличие сверхмассивной черной дыры в центре галактики. Не исключено, что к центру дыры пронеслось большое облако газа, часть которого была втянута в дыру, а часть выброшена. Это привело к появлению недавно открытых пузырьков и, возможно, пузырьков Ферми.