Пузыри Ферми это - две гигантские сферы, парящие над и под центром нашей Галактики. Их общий размер сопоставим с диаметром Млечного Пути, а сами они наполнены энергией, эквивалентной взрыву 100 000 сверхновых звезд и являются одной из самых интригующих загадок современной астрофизики.
Они были обнаружены совершенно случайно в 2010 году, спустя два года после запуска космического гамма-телескопа «Ферми». До этого их не могли разглядеть из-за «тумана» фонового гамма-излучения, рассеянного по всему небу.
Анализируя данные, астрономы из Гарвард-Смитсоновского центра астрофизики выявили две гигантские эллиптические области, симметрично расположенные относительно центра Галактики и излучающие высокоэнергетические гамма-лучи. Каждая из этих структур простирается на примерно 25 000 световых лет от галактической плоскости, а их совокупная длина составляет около 50 000 световых лет. Для сравнения, расстояние от Солнца до центра Галактики — около 26 000 световых лет. С Земли эта структура занимает половину видимого неба, простираясь от созвездия Девы до созвездия Журавля.
Пузыри Ферми — это не просто облака газа. Они обладают четкими, резко очерченными границами и по форме напоминают гигантскую цифру 8 или песочные часы, касающиеся друг друга в центре Галактики. Их основное свечение приходится на гамма-диапазон, причем энергия фотонов может достигать 100 гигаэлектронвольт. Позже эти же структуры были обнаружены в рентгеновском и микроволновом диапазонах. По некоторым оценкам, они расширяются со скоростью около 3,5 млн км/ч. Эти пузыри не совсем однородны. Внутри них обнаружены более яркие области, получившие названия «кокон» и «струя». Любопытно, что яркое пятно «кокон» в южном пузыре, как выяснилось, является отдельным объектом — свечением миллисекундных пульсаров в карликовой галактике Стрельца, которая визуально проецируется на пузырь.
Две основные гипотезы пытаются объяснить происхождение этой титанической структуры. Первая связывает её с активностью сверхмассивной черной дыры Стрелец A* в центре нашей Галактики. Согласно этой версии, несколько миллионов лет назад черная дыра была активным ядром нашей галактики - квазаром, поглощая большое количество вещества, могла породить мощные релятивистские струи (джеты), которые, вырываясь перпендикулярно плоскости Галактики, и «надули» эти пузыри, наполнив их энергией и частицами.
Вторая гипотеза видит причину в грандиозной вспышке звездообразования в том же центральном регионе. Интенсивное рождение и последующие взрывы тысяч сверхновых звезд за относительно короткий по космическим меркам срок могли создать совокупный «галактический ветер» чудовищной силы, вытолкнувший вещество и сформировавший четкие границы пузырей. Каждая из теорий имеет свои сильные стороны и неразрешенные вопросы, а дискуссия продолжается, так как пузыри Ферми могут быть ключом к пониманию циклической активности в сердце Млечного Пути.
Третья, более экзотическая идея, предполагает связь с темной материей, однако большинство исследователей считают это маловероятным.
Изучение этих грандиозных структур важно по нескольким причинам:
- Окно в прошлое Галактики: Они могут быть «ископаемым следом» грандиозного события, произошедшего несколько миллионов лет назад, которое навсегда изменило галактическое гало.
- Ускоритель частиц: Согласно модели, разработанной российскими и китайскими физиками, пузыри могут служить гигантским естественным ускорителем, придающим космическим лучам энергии, недостижимые в ударных волнах от обычных сверхновых.
- Новый тип объектов: Обнаружение похожих структур у галактики Андромеды (М31) говорит о том, что это явление может быть распространенным этапом в жизни спиральных галактик.
Пузыри Ферми — величественное напоминание о том, что даже наша относительно спокойная галактика хранит следы бурного прошлого. Разгадка этой тайны поможет нам понять, как сверхмассивные черные дыры формируют свои галактики и как рождаются самые энергичные частицы во Вселенной.
С продолжением миссии телескопа «Ферми» и работой новых обсерваторий астрофизики надеются получить новые данные, которые прольют свет на природу этих гигантских космических пузырей.