Область особенно жесткого гамма-излучения, видимая в районе центра нашей Галактики, может создаваться карликовой галактикой-спутницей, расположенной за ним.
В центре Млечного Пути находится сверхмассивная черная дыра. Она набирает около 4,3 миллиона масс Солнца и притягивает большие количества материи, которая образует плотные облака. Выше и ниже плоскости Галактики над ними выступает пара гигантских «пузырей Ферми», активно излучающих в рентгеновском и гамма-диапазонах. Они напоминают песочные часы, растянутые в обе стороны на 25 тысяч световых лет — четверть диаметра всего Млечного Пути. Пузыри Ферми впервые заметил космический телескоп Fermi в 2010 году, и с тех пор ученые пытаются выяснить их природу.
Не так давно в них обнаружили пару «трубопроводов», уходящих к центру, в бурные и неясные окрестности сверхмассивной черной дыры. В южном пузыре можно различить «кокон» — небольшую вытянутую область особенно активного излучения. Однако эта область, похоже, с пузырями не связана. Авторы новой статьи, опубликованной в журнале Nature Astronomy, показали, что положение и ориентация кокона совпадают с расположенной чуть дальше карликовой эллиптической галактикой в Стрельце (Sgr dSph) — небольшой галактики — спутницы Млечного Пути.
Ответ на вопрос о происхождении тех или иных структур во Вселенной зависит от того, где именно они находятся, а определение расстояний в астрономии — далеко не самая простая задача, особенно если речь идет об объекте, исходные характеристики которого нам неизвестны. Однако галактика Sgr dSph расположена точно в районе яркого кокона в южном пузыре Ферми, имеет те же размеры и ориентирована так же, что вряд ли может быть простым совпадением. К такому выводу пришла международная команда астрономов во главе с Роландом Крокером (Roland Crocker) из Австралийского национального университета и Оскаром Масиасом (Oscar Macias) из Амстердамского университета.
Карликовая галактика Sgr dSph уже несколько миллиардов лет поглощается более массивным Млечным Путем. Она вдесятеро меньше Галактики и находится с ее стороны, противоположной от нас. В Sgr dSph нет сверхмассивной черной дыры, да и вещества осталось недостаточно для того, чтобы там могли активно рождаться новые звезды. Так что, если высокоэнергетическое излучение, видимое как кокон в пузырях Ферми, исходит из Sgr dSph, оно вряд ли может появляться за счет процессов, которые могли бы работать в Млечном Пути, — скажем, взрывов сверхновых.
Авторы новой статьи указывают на два возможных источника излучения в Sgr dSph. Это может быть массовая аннигиляция частиц темной материи. Но тогда форма и размеры кокона не совпадали бы настолько точно с распределением звезд в карликовой галактике. Другой вариант — многочисленная популяция миллисекундных пульсаров. Пульсары — это быстровращающиеся нейтронные звезды, оставшиеся после гибели массивных звезд. Обладая колоссальным магнитным полем, они выбрасывают мощные потоки частиц и излучения, в том числе в самых жестких рентгеновском и гамма-диапазонах.
Популяция пульсаров в Sgr dSph должна распределяться в пространстве так же, как были распределены породившие их звезды, что объясняет форму и размеры кокона, который мы наблюдаем в южном пузыре Ферми. А отсутствие газа и пыли, давно перетянутых Млечным Путем, делает их излучение особенно ярким. Ученые полагают, что излучение дополнительно усиливается благодаря подходящему возрасту пульсаров — около семи-восьми миллиардов лет — и низкому содержанию в них тяжелых элементов.