През 2020 г. рентгеновият телескоп eRosita заснел изображения на два огромни мехура, простиращи се далеч над и под центъра на нашата галактика. Оттогава астрономите спорят за техния произход. Сега ново изследване предполага, че мехурите са резултат от мощно изхвърляне от свръхмасивната черна дупка Стрелец А* в центъра на Млечния път. Изследването, публикувано в списание Nature Astronomy, също показва, че струята е започнала да изхвърля материал преди около 2,6 милиона години и е съществувала около 100 000 години.
Откриха странен радиосигнал от центъра на Млечния път
Резултатите на екипа показват, че мехурите, открити през 2010 г., и мъглата от заредени частици близо до центъра на галактиката са образувани от един и същ поток енергия на свръхмасивната черна дупка. Проучването е проведено от Националния университет Цинхуа в сътрудничество с Университета в Мичиган и Университета в Уисконсин-Медисън.
„Трябва да разберем как черните дупки взаимодействат с галактиките, в които се намират, защото това взаимодействие позволява на черните дупки да растат по контролиран начин, а не безконтролно – казва астрономът Матеуш Русковски от Мичиганския университет. – Ако вярвате в мехурите на Ферми или eRosita, задвижвани от свръхмасивни черни дупки, можете да започнете да си отговаряте на тези дълбоки въпроси.“
Има два конкуриращи се модела, които обясняват тези мехури, наречени мехури на Ферми и eRosita в чест на телескопите, които ги наблюдават.
Първият предполага, че изтичането е предизвикано от взрив на свръхнова, изхвърлила вещество. Вторият модел, подкрепен от изводите на учените, предполага, че те са предизвикани от енергия, изхвърлена от свръхмасивната черна дупка в центъра на нашата галактика.
Тези изхвърляния на черната дупка се случват, когато материалът се движи към черната дупка, но никога не пресича хоризонта на събитията на черната дупка. Тъй като част от този материал се изхвърля обратно в Космоса, черните дупки не растат безконтролно. Но енергията, изхвърлена от черната дупка, измества материала близо до черната дупка, създавайки големи мехури.
Астрономи показаха черната дупка в центъра на Млечния път (СНИМКИ)
Самите структури са с височина 11 килопарсека. Един парсек е равен на 3,26 светлинни години, което около три пъти превишава разстоянието, което светлината изминава за една година. Следователно структурите са с диаметър почти 36 000 светлинни години.
За сравнение галактиката Млечен път има диаметър 30 килопарсека, а нашата Слънчева система се намира на около 8 килопарсека от центъра на галактиката. Мехурите eRosita са около два пъти по-големи от мехурите на Ферми и се разширяват от енергийна вълна или ударна вълна, изтласкана от мехурите на Ферми, казват изследователите.
Астрономите се интересуват от наблюдение на мехурите eRosita, тъй като възникват в нашата галактика, а не в други. Според учените нашата близост до тях означава, че астрономите могат да събират огромни количества данни. Данните биха могли да кажат на учените колко енергия има в струята на черната дупка, колко дълго е била отделяна тази енергия и от какъв материал се състоят мехурите.
ESA/Gaia/DPA / CC BY-SA 3.0 IGO
„Не само можем да изключим модела на образуване на звезди, но също така можем да настроим фино параметрите, необходими за създаване на същите изображения или нещо много подобно на това, което е в действителност, в този модел на свръхмасивна черна дупка – казват учените. – Можем по-добре да ограничим определени неща, като например колко енергия е била изпомпана, какво има вътре в тези мехури и колко време е била отделяна енергията за създаването на тези мехури.“
Какво има в тях? Космически лъчи, форма на високоенергийно лъчение. Мехурите eRosita обхващат мехурите Ферми, чието съдържание е неизвестно. Но моделите на изследователите могат да предскажат броя на космическите лъчи във всяка от структурите. Енергийната инжекция на черната дупка е надувала мехурчите, а самата енергия била кинетична, топлинна и космическа. От тези форми на енергия мисията на телескопа Fermi успяла да открие само сигнал от гама-лъчение.
Мистериозни нишки пронизват центъра на Млечния път
„Нашата симулация е уникална с това, че отчита взаимодействието между космическите лъчи и газа в Млечния път. Космическите лъчи, инжектирани от струите на черната дупка, се разширяват и образуват мехурите Ферми, които светят в гама-лъчите“, казват астрономите.
„Същият взрив изтласква газа от галактическия център и формира ударна вълна, която се наблюдава като мехурите eRosita. Новото наблюдение на мехурите eRosita ни позволи по-точно да ограничим продължителността на активността на черната дупка и да разберем по-добре историята на нашата собствена галактика."
Моделът на изследователите изключва теорията за ядрени звездообразувания, тъй като типичната продължителност на ядреното звездообразуване и следователно периодът от време, през който образуването на звезди ще отделя енергия за образуване на мехурите, е около 10 милиона години.
„От друга страна, нашият модел на активна черна дупка точно предсказва относителните размери на рентгеновите мехури eRosita и мехурите от гама-лъчение Ферми, при условие че времето за инжектиране на енергия е около 1% от това, или една десета на милион години.”
Инжектиране на енергия в продължение на 10 милиона години би довело до образуването на мехури с напълно различен вид.
Черната дупка в центъра на Млечния път се държи непредсказуемо
Астрономите са използвали данни от мисията eRosita, космическия гама-телескоп Fermi на НАСА, обсерваторията „Планк“ и сондата Wilkinson Microwave Anisotropy Probe.
