Астрономы зафиксировали беспрерывные изменения яркости в центре нашей галактики, что открывает новые тайны черной дыры Стрелец A*
Введение
В самом сердце Млечного Пути скрывается массивная черная дыра — Стрелец A* (Sgr A*), массой около 4 миллионов масс Солнца. Несмотря на свою колоссальную гравитацию, она излучает сравнительно слабый свет, что делает ее изучение сложной задачей. Недавние наблюдения, проведенные космическим телескопом Джеймса Уэбба (JWST), позволили ученым зафиксировать постоянные изменения яркости в инфракрасном диапазоне, которые могут рассказать о процессах, происходящих в аккреционном диске вокруг черной дыры.
Исследование с JWST
В рамках исследования, опубликованного группой ученых во главе с Ф. Юсеф-Заде, астрономы использовали инструмент NIRCam телескопа Джеймса Уэбба, чтобы наблюдать за Стрельцом A* в двух инфракрасных диапазонах: 2,1 и 4,8 микрометра. За семь сеансов наблюдений, проведенных в 2023 и 2024 годах, ученые зарегистрировали постоянные флуктуации яркости с изменениями, происходящими на временных масштабах от секунд до месяцев.
Основные открытия
- Быстрая переменность на горизонте событийДанные показали, что излучение от Sgr A* изменяется с частотой в доли секунды, что соответствует масштабам горизонта событий черной дыры. Это указывает на турбулентные процессы вблизи аккреционного диска, вероятно связанные с нагретой плазмой и магнитными полями.
- Два различных режима излученияАнализ данных выявил, что излучение можно разделить на два класса: слабые и сильные вспышки. Более яркие вспышки имеют менее крутой спектральный индекс, что указывает на разные механизмы их формирования. Это может означать, что слабые и сильные вспышки вызваны разными популяциями ускоренных электронов.
- Задержка во времени между длинами волнИсследование впервые зафиксировало задержку в 3-40 секунд между изменениями яркости на длинах волн 2,1 и 4,8 микрометра. Этот эффект может быть связан с охлаждением частиц, движущихся в магнитном поле черной дыры.
- Цикличные изменения спектрального индексаВпервые удалось зарегистрировать так называемые "петли" в графиках зависимости яркости от спектрального индекса. Это может свидетельствовать о сложных процессах нагрева и охлаждения частиц вблизи горизонта событий.
Что это значит для науки?
Наблюдаемые переменные процессы подтверждают, что Sgr A* — это динамичная и активная система, несмотря на ее сравнительно низкую светимость. Полученные данные помогут лучше понять физику аккреционных потоков, поведение магнитных полей вблизи черной дыры и природу вспышек в активных ядрах галактик.
Заключение
Благодаря высокому разрешению и чувствительности JWST ученые получили детальное представление о том, как ведет себя материя в условиях экстремальной гравитации. Эти результаты приближают нас к пониманию фундаментальных процессов, происходящих вблизи горизонта событий черных дыр, и могут внести вклад в тестирование общей теории относительности Эйнштейна.
Продолжение наблюдений за Sgr A* позволит уточнить эти выводы и, возможно, обнаружить новые неожиданные явления в центре нашей галактики.