Автор: Уилл Данхэм
ВАШИНГТОН, 5 июня (Reuters) — После пяти десятилетий попыток астрономы наконец обнаружили ветер, исходящий от сверхмассивной черной дыры в центре нашей галактики Млечный Путь, хотя, как оказалось, это скорее легкий ветерок, чем ураган.
Используя данные чилийского телескопа ALMA и орбитальной рентгеновской обсерватории Chandra НАСА, исследователи изучили космическое окружение черной дыры, получившей название Стрелец A*, или сокращенно Sgr A*.
Они обнаружили рядом с Sgr A* обширную коническую полость, заполненную горячим, электрически заряженным газом, и пришли к выводу, что она была сформирована ветром, дующим из черной дыры, который сметал или нагревал холодный газ, населявший этот регион. Они заявили, что энергия, необходимая для создания такой полости, могла быть получена только сверхмассивной черной дырой.
Черные дыры — это чрезвычайно плотные объекты с настолько сильной гравитацией, что даже свет не может их вырвать. В ядре галактик обычно находится сверхмассивная черная дыра, которая притягивает газ и другое вещество из своего окружения.
Десятилетия назад учёные предположили, что любая активная сверхмассивная чёрная дыра, в силу своих физических свойств, будет выбрасывать в космос некоторое количество газа и другого вещества — либо в виде ветра, распространяющегося наружу, либо в виде сфокусированной струи. Впоследствии они выявили такое поведение у многочисленных сверхмассивных чёрных дыр в других галактиках, но до сих пор не могли продемонстрировать, что Sgr A* также совершает подобные действия.
«Это открытие разрешает загадку, существовавшую полвека», — сказала Лена Мурчикова, профессор физики и астрономии Северо-Западного университета в Иллинойсе и соруководитель исследования, опубликованного на этой неделе в журнале Astrophysical Journal Letters.
Галактика Sgr A* имеет массу примерно в 4 миллиона раз больше массы нашего Солнца и расположена на расстоянии около 26 000 световых лет от Земли. Световой год — это расстояние, которое свет проходит за год, равное 5,9 триллионам миль (9,5 триллионам км). Она не так массивна, как некоторые её аналоги в других галактиках, и, как было установлено, находится в относительно спокойной фазе.
Вершина конусообразной полости образуется в непосредственной близости от Sgr A* и расширяется наружу. Хотя исследователи не уверены в масштабах полости, поскольку она выходит за пределы поля зрения их наблюдений, Мурчикова сказала, что ее длина может достигать примерно 6,5 световых лет.
Из-за нынешнего спокойного состояния Sgr A*, генерируемый ею ветер не так интенсивен, как у других сверхмассивных черных дыр. Астроном из Северо-Западного университета и соруководитель исследования Марк Горски сравнил этот ветер с погодой на Земле.
«Это лёгкий ветерок, дующий из нашей сверхмассивной чёрной дыры. По-видимому, он недостаточно силён, чтобы кардинально изменить структуру галактического центра», — сказал Горски.
«Сверхмассивные чёрные дыры большую часть времени проводят в этом спокойном, мягком состоянии. Однако иногда они переживают вспышки, варьирующиеся от гроз до самых мощных ураганов. Их самые сильные ветры или струи могут полностью разрушить галактики-хозяева и регионы, находящиеся далеко за их пределами», — сказал Горски.
По мере того, как газ и другое вещество движутся по спирали внутрь, к черной дыре, они достигают скорости, близкой к скорости света, создавая достаточно энергии и давления, чтобы выбросить часть из них наружу.
«В то время как часть газа продолжает падать внутрь, другая часть выбрасывается. На самом деле, выбрасывается больше газа, чем падает в черную дыру. Этот выброшенный газ — это тот самый ветер, о котором мы говорим», — сказала Мурчикова. «Когда мы смотрим на далекие галактики, гораздо легче наблюдать бурные явления. Мы видим огромные, мощные струи, проносящиеся сквозь галактику и все остальное на своем пути. Мы видим мощные ветры, выбрасывающие почти весь газ из своих галактик».
Разница между струйным течением и ветром носит чисто геометрический характер.
«Струи воздуха узкие и почти не расширяются, покидая источник, часто образуя пучок вещества. Ветры же шире и расширяются, покидая источник. Это почти как разница между лазерной указкой и фонариком», — сказал Горски.
(Репортаж Уилла Данхэма, редактирование Розальбы О’Брайен)