JWST обнаружил тяжелые металлы вокруг черной дыры Млечного Пути
Сверхмассивная черная дыра в центре Млечного Пути окружена неожиданно большим количеством тяжелых металлов — к такому выводу пришли ученые по новым наблюдениям космического телескопа Джеймса Уэбба (JWST). Металлы могут дать новые подсказки о том, как Земля получила свою долю тяжелых элементов, но они же способны усложнить решение одной из главных загадок нашей локальной черной дыры.
В астрономии металлами называют любые элементы тяжелее водорода и гелия — например, кислород, железо или золото. Эти элементы образуются в результате термоядерного синтеза в недрах звезд на исходе их жизни, а затем рассеиваются в космосе и становятся частью новых поколений звезд.
По словам ученых, вещество, замеченное JWST, вероятно, было выброшено сверхновыми — звездными взрывами, которые разнесли металлы в окрестности Стрельца A* (Sgr A*) — гигантской черной дыры в центре нашей галактики.
Обнаруженные в виде газа металлы, судя по всему, имеют тот же состав, что и несколько расположенных поблизости звезд, — это позволяет предположить, что звезды и газ возникли одновременно. Результаты наблюдений исследователи изложили в статье, опубликованной 19 октября в The Astronomical Journal; она продолжает работу, вышедшую в мае в The Astrophysical Journal.
«Мы знаем, что в центре нашей галактики есть черная дыра, которая притягивает к себе вещество, но мы видим, что она поглощает гораздо меньше материала, чем другие сверхмассивные черные дыры, и делает это медленнее, — сказала Николь Форд, первый автор новой статьи и докторант по астрофизике Университета Макгилла в Монреале. — Чтобы понять, почему так происходит, нужно в том числе изучить свойства доступного ей материала — газа, пыли и вращающихся вокруг звезд».
JWST работает на орбите вокруг точки Лагранжа L2, примерно в 1,5 млн км от Земли в направлении, противоположном Солнцу. Телескоп выявил тепловые сигнатуры конкретных газовых облаков, клубящихся у черной дыры, а также содержание металлов в этих облаках.
«Эти находки могут углубить понимание того, как металлы распределяются вокруг сверхмассивных черных дыр в более далеких галактиках, а также процессов, которые снабдили Землю многими из этих элементов, — отметили исследователи Макгилла. — Присутствие металлов влияет на то, как быстро остывает газ, а это, в свою очередь, влияет на то, насколько легко газ может быть втянут в черную дыру».
Предыдущее исследование в The Astrophysical Journal показало, что газовые выбросы вблизи черной дыры зависят от условий в местных облаках. К сожалению, это означает, что сам по себе газ не может служить показателем того, насколько часто черная дыра была активна, говорят ученые.
Дальнейший анализ должен помочь уточнить, как металлы распределены в окрестностях Sgr A* и какую роль они играют в питании черной дыры. Это также важно для понимания химической эволюции галактик: тяжелые элементы, разлетающиеся после взрывов сверхновых, со временем становятся строительным материалом для новых звезд, планет и, в конечном счете, жизни.
Источники: Live Science; The Astronomical Journal; The Astrophysical Journal.
