Сверхмассивная черная дыра в центре Галактики Млечный Путь иногда происходит как икота, поскольку она выбрасывает остатки объектов в виде струи, которую она не полностью «поглотила». Кажется, в его окрестностях до сих пор сохранились следы струи, выброшенной несколько тысяч лет назад. Космический телескоп Хаббла не сфотографировал загадочный джет, но помог найти следы взаимодействия джета с огромным облаком водорода.
Это еще одно свидетельство того, что черная дыра массой 4,1 миллиона солнечных масс в центре нашей галактики бодрствует, но иногда икает, когда на нее падает звезда или газовое облако. Черные дыры всасывают материю через вращающиеся аккреционные диски, в которых часть падающей материи уносится прочь в виде сильных потоков, известных как струи. Джеты — это струи частиц, разогнанных до скорости, близкой к скорости света, и коллимированные мощными магнитными полями черных дыр. Они сопровождаются выбросом смертоносного ионизирующего излучения.
Черная дыра в центре динамически изменчива и в настоящее время спокойна , сказал ведущий автор Джеральд Сесил (Университет Северной Каролины, США). Подобно головоломке, Сесил объединил наблюдения в нескольких спектральных диапазонах с разных телескопов и предположил, что у черных дыр возникает «икота» в виде мини-струй каждый раз, когда они поглощают что-то более массивное, например газовое облако. Результаты исследования международной группы астрономов под руководством Джеральда Сесила недавно были опубликованы в Astrophysical Journal .
В 2013 году было получено свидетельство короткого джета к югу от черной дыры, основанное на наблюдениях в рентгеновском (телескоп Чандра) и радио (VLA) полях. Эта струя, кажется, сталкивается с газом вблизи черной дыры.
Ведущему автору публикации было любопытно, существует ли северный аналог этого самолета. Поэтому он сначала проанализировал архивные спектры молекул, таких как метиловый спирт (CH 3 OH) и сероуглерод (CS), полученные с помощью сети телескопов ALMA в Чили, которые наблюдают электромагнитное излучение в миллиметровом диапазоне длин волн, чтобы пробиться сквозь пылевые облака между нами и центр Млечный Путь. ALMA показал расширяющуюся линейную структуру в молекулярном газе, следы которой можно увидеть на расстоянии до 15 световых лет от черной дыры.
Затем Сесил соединил точки на инфракрасных изображениях космического телескопа Хаббла и обнаружил светящийся плоский пузырь горячего газа, который соответствовал струе по крайней мере в 35 световых годах от черной дыры. Члены исследовательской группы предположили, что струя, выброшенная из черной дыры, могла сжимать газовый пузырь. Эти два остаточных эффекта в затухающей струе — единственные визуальные следы взаимодействия с молекулярным облаком.
При движении струи в облаке она сталкивается с веществом и распадается на более мелкие струи.
Эти струи пронизывают плотный газовый диск Млечного Пути. Из прямого луча, как у карандаша, струя распадается на руки, как у осьминога , — говорит соавтор Алекс Вагнер (Университет Цукуба, Япония).
Этот отток создает группу расширяющихся пузырей, которые охватывают не менее 500 световых лет. Этот более крупный «мыльный пузырь» наблюдали в телескопы на разных длинах волн.
Схема, показывающая мини-джет в центре Млечного Пути. Это панорамный вид сбоку на нашу Галактику с двумя огромными пузырями гамма- и рентгеновской плазмы.Астрономы наблюдали центр нашей галактики с помощью космического телескопа Хаббл и заметили светящееся облако водорода вблизи сверхмассивной черной дыры (визуализировано во вставке). Предполагается, что это водородное облако было поражено узким столбом высокоэнергетической струи плазмы, выброшенной из черной дыры около 2000 лет назад. Авторы и права: НАСА, ЕКА, Джеральд Сесил (UNC-Chapel Hill) и Дэни Плейер (STScI).
На следующем этапе Вагнер и Сесил запустили компьютерное моделирование струйного потока в смоделированном диске Млечного Пути, которое воссоздало наблюдения.
Это как археология, вы продолжаете копать, чтобы найти все больше и больше древних артефактов, пока не наткнетесь на остатки великой цивилизации , — сказал Сесил.
Вагнер заключает : черная дыра в центре Галактики, по-видимому, становилась ярче не менее 1 миллиона раз за последние несколько миллионов лет. Этого достаточно, чтобы струя пробила галактическое гало.
Более ранние наблюдения космического телескопа Хаббла и других телескопов предоставили доказательства того, что черная дыра в центре Млечного Пути взорвалась около 2-4 миллионов лет назад. У взрыва было достаточно энергии, чтобы создать пару огромных пузырей, называемых Пузырями Ферми, которые возвышаются над нашей Галактикой и светятся в гамма-лучах. Впервые они были обнаружены телескопом Ферми в 2010 году в области гамма-лучей. Их окружают рентгеновские пузыри, обнаруженные спутником ROSAT , а затем, в 2020 году, спутник eROSITA составил полную карту.
Ультрафиолетовые спектры космического телескопа Хаббла использовались для измерения скорости расширения и состава этих набухающих долей. Позже на основе спектров Хаббла было установлено, что взрыв был настолько мощным, что осветил газовую структуру, называемую Магеллановым потоком, примерно в 200 000 световых лет от центра Галактики. Этот газ горит с тех пор и по сей день.
Ориентация и масштабное изображение газовых облаков вблизи центра Млечного Пути с основными структурами, отмеченными как мини-джет. Вертикальный прозрачный «складчатый веер» был добавлен, чтобы показать вероятную ось миниджета, выброшенного из сверхмассивной черной дыры в центре нашей Галактики около 2000 лет назад. Авторы и права: НАСА, ЕКА и Джеральд Сесил (UNC-Chapel Hill); Обработка изображений: Джозеф Де Паскуале (STScI)
Чтобы лучше понять происходящее, Сесил изучил радиоизображения и снимки, сделанные космическим телескопом Хаббл другой галактики с истечениями из черной дыры. На расстоянии около 47 миллионов световых лет находится активная галактика NGC 1068, имеющая цепочку пузырей, расположенных вдоль истечения из очень активной черной дыры в ее центре. Сесил отметил, что масштабы образовавшихся структур очень похожи как в NGC 1068, так и в Млечном Пути с точки зрения рентгеновских лучей и радиоволн. Сесил сказал , что дугообразный пузырь ударной волны в верхней части выброса из NGC 1068 соответствует шкале Пузыря Ферми.в Млечном Пути. Возможно, NGC 1068 показывает нам, что происходило с нашей галактикой несколько миллионов лет назад, во время этих всплесков активности.
Остаточная струя находится достаточно близко к черной дыре в центре Млечного Пути, поэтому она могла светиться сильнее в течение десятилетий после того, как была нагрета черной дырой. Сесил сказал, что за это время черной дыре нужно увеличить яркость в несколько сотен раз, чтобы заполнить джет потоком частиц. Было бы здорово посмотреть, как далеко улетит струя после такого взрыва. Чтобы достичь размера Пузыря Ферми, необходимо, чтобы он просуществовал сотни тысяч лет, поскольку диаметр каждого пузыря составляет 50 000 световых лет.