«Чандра» НАСА заметила, что центр галактики выходит наружу

С помощью рентгеновской обсерватории НАСА «Чандра» астрономы обнаружили выхлопное отверстие, прикрепленное к «дымоходу» горячего газа, выходящего из центра галактики Млечный Путь. Их статья, описывающая эти результаты, опубликовано в Астрофизический журнал.

Извержения сверхмассивной черной дыры в центре Млечного Пути, называемой Стрелец А* (сокращенно Стрелец А*), возможно, создали этот дымоход и выхлопное отверстие.

Дымоход и вентиляционное отверстие находятся примерно в 26 000 световых годах от Земли. Дымоход начинается в центре галактики и расположен перпендикулярно спиральному диску Млечного Пути. Астрономы ранее идентифицировали дымоход, используя рентгеновские данные Чандры и XMM-Newton, миссии ЕКА (Европейского космического агентства) при участии НАСА. Радиоизлучение, обнаруженное радиотелескопом MeerKAT, показывает влияние магнитных полей, окружающих газ в дымоходе.

Последние данные «Чандры» показывают несколько рентгеновских гребней, примерно перпендикулярных плоскости галактики. Исследователи полагают, что это стены туннеля, имеющего форму цилиндра, который помогает направлять горячий газ по мере его движения вверх по трубе и в сторону от Галактического центра. Недавно обнаруженное отверстие расположено в верхней части дымохода, примерно в 700 световых годах от центра галактики.

«Мы подозревали, что магнитные поля действуют как стенки дымохода и что горячий газ проходит сквозь них, как дым», — сказал Скотт Макки из Чикагского университета, возглавлявший исследование. «Теперь мы обнаружили вытяжное отверстие в верхней части дымохода».

Команда считает, что выхлопное отверстие образовалось, когда горячий газ, поднимающийся через дымоход, столкнулся с более холодным газом, стоящим на его пути. Яркость стенок выхлопного отверстия в рентгеновских лучах вызвана ударными волнами, похожими на звуковые удары сверхзвуковых самолетов, генерируемые в результате этого столкновения. Левая сторона выхлопного отверстия, вероятно, особенно яркая, потому что газ, текущий вверх, ударяется о стену туннеля под более прямым углом и с большей силой, чем в других областях.

Авторы исследования полагают, что горячий газ, скорее всего, возникает в результате последовательности событий, включающих попадание материала в Стрелец А*, а затем извержение из черной дыры, выталкивающее газ вверх по дымоходу и наружу через выхлопное отверстие. Однако они не знают точно, как часто черная дыра питается.

Предыдущие исследования показали, что драматические рентгеновские вспышки происходят каждые несколько сотен лет в месте расположения центральной черной дыры или вблизи нее, поэтому они могут играть важную роль в движении горячего газа вверх через выхлопное отверстие. Астрономы также подсчитали, что галактическая черная дыра разрывается и поглощает звезду примерно каждые 20 000 лет. Такие события приведут к мощным, взрывным выбросам энергии, большая часть которой будет подниматься через вентиляционные отверстия дымохода.

«Мы не уверены, что эта энергия и тепло возникают из-за того, что на стрелка А* одновременно сбрасывается большое количество материала, как будто кучка бревен бросается в огонь», — сказал соавтор Марк Моррис из Университета Калифорния, Лос-Анджелес. «Или это может произойти из-за того, что в черную дыру подается множество небольших грузов, подобно тому, как туда регулярно бросают растопку».

Частицы и энергия в жерле дают подсказки о происхождении двух загадочных и гораздо более крупных структур вокруг центра Млечного Пути: пузырей Ферми, наблюдаемых в гамма-лучах космическим гамма-телескопом Ферми НАСА, и пузырей eROSITA, обнаруженных телескопом НАСА. Новейший рентгеновский телескоп ЕКА. Обе они представляют собой пары структур, простирающихся на тысячи световых лет от центра галактики. Они предоставляют важную информацию о прошлой взрывной активности вблизи центра галактики.

Пузыри Ферми и eROSITA ориентированы по направлению дымовой трубы, а вторая рентгеновская труба начинается в центре галактики и указывает в противоположном направлении. Эффект растекания вытяжного отверстия в верхней части дымохода может удерживать горячий газ в фокусе при его движении вверх, способствуя образованию целостной структуры пузырьков.

«Происхождение пузырей Ферми и пузырей eROSITA — одна из самых больших загадок, с которыми сталкиваются исследователи высокоэнергетического излучения нашей галактики», — сказал соавтор Габриэле Понти из Итальянского национального института астрофизики в Мерате. «Мы обнаружили небольшую структуру, которая может сыграть большую роль в создании этих гигантских пузырей».