Недавно астрономы из коллаборации Event Horizon Telescope (EHT) сфотографировали Стрелец А* — черную дыру в центре Млечного Пути. Ее изображение уже помогает ученым раскрывать загадки нашей галактики.
Изображение стало первым прямым доказательством того, что Стрелец А* — это черная дыра. Ученые подтвердили, что ее масса примерно в 4 миллиона раз больше массы Солнца, что полностью согласуется с предсказанием Эйнштейна и его Общей теории относительности.
- В совокупности со многими другими исследованиями, работа астрономов из EHT позволяет нам в подробностях изучить наш галактический центр, отмечает в своей колонке журналист Nature Давиде Кастельвекки.
- Само изображение с технической точки зения также сложно назвать фотографией — это результат кропотливой работы, которая проводилась не одно десятилетие. Ученым потребовалось 25 лет, чтобы разработать и усовершенствовать методы, позволившие телескопам по всему миру действовать как один гигантский телескоп. Для изображения Стрельца А* было собрано шесть терабайт данных.
- Ученые удостоверились в своих догадках — черная дыра в центре Млечного Пути вращается, и сейчас мы «смотрим» на ее переднюю часть. Стрелец А* относительно неспешно втягивает в себя окружающий материал, из-за чего является необычайно тусклым объектом по сравнению с другими черными дырами, которые находятся в центре своих галактик. Наблюдения ученых показывают, что период активности Стрельца А* прошел всего несколько миллионов лет назад — не очень большой срок по космическим меркам.
- Между тем, последние данные поднимают новые вопросы о некоторых из крупнейших структур, наблюдаемых во Млечном Пути и вокруг него.
- На изображении мы можем увидеть не самую черную дыру, а аккреционный диск — кольцо из пыли, газа и плазмы, окружающее черную дыру и излучающее радиоизлучение, которое и улавливали телескопы на Земле. Сам же объект лежит за горизонтом событий — условной границей, которая является точкой невозврата для всего, что ее пересекает. Анализ данных EHT подтвердил многие гипотезы и модели, которыми ученые ранее описывали процесс создания этого светящегося кольца.
- Утолщенная форма аккреционного диска, который похож скорее на пончик, чем на плоский блин, также не стала неожиданностью для ученых. Однако исследователи увидели, что этот пончик повернут к нам «лицом» — это означает, что ось вращения черной дыры наклонена под углом менее 50° к нашей прямой видимости с Земли.
Стрелец A*, вероятно, образовался в результате слияния двух черных дыр, когда пара галактик объединилась в Млечный Путь. Изначально вращение образовавшейся черной дыры могло быть абсолютно любым. Однако по мере своего роста, импульск попадающей в нее материи должен выравнивать ее вращение с вращением галактики. Поскольку Млечный Путь не сливался с другими галактиками по крайнем мере на протяжении последнего миллиарда лет, все три вращения [черной дыры, галактики и спиральных рукавов Галактики] уже должны были выровняться.
Пока что ученые не могут с точностью сказать, в каком направлении вращается аккреционный диск и сама черная дыра в центре нашей галактики. Однако уже в ближайшие годы у них будет достаточно информации, чтобы решить эту загадку.
Кроме самой черной дыры, астрономы также показали на карте расположение нескольких других крупных структур нашей галактики — так называемых газовых «мини-спиралей». Именно они могли питать Стрелец А*, когда черная дыра была особенно активна.
К примеру, в 2010 году астрономы показали две огромные газовые спирали, которые простираются над и под центральной областью Галактики. Сейчас их называют пузырями Ферми. В 2020 году исследователи обнаружили еще несколько похожих структур в той же области.
Ученые пока не могут точно объяснить, откуда появились пузыри Ферми. В теории это может быть последствием всплеска активности звездообразования, который затем приводит к большому количеству сверхновых. Еще один подозреваемый — период (или периоды) особо интенсивного поглощения Стрельцом А* окружающей материи.
К решению этой загадки мы приблизимся в середине 2030-х годов, когда Европейское космическое агентство запустит космический рентгеновский телескоп Афина. Эта обсерватория сможет картировать движение газа в пузырях Ферми и выяснить, является ли Стрелец А* причиной их возникновения.