Астрономы обнаружили пузырь горячего газа в сверхмассивной черной дыре Млечного Пути

Используя Большой миллиметровый/субмиллиметровый массив Atacama (ALMA), астрономы увидели признаки горячей точки, вращающейся вокруг Стрельца A*, черной дыры в центре нашего Млечного Пути. Это открытие дает нам возможность глубже понять загадочную и динамичную среду этой сверхмассивной черной дыры. «Мы думаем, что видим здесь горячий газовый пузырь, вращающийся вокруг Меркурия вокруг Стрельца А*, совершая полный оборот всего за семьдесят минут.

Это означает, что он движется со скоростью около тридцати процентов от скорости света — поразительная скорость! и астрофизики. Наблюдения проводились с помощью радиотелескопа ALMA в чилийских Андах, принадлежащего Европейской южной обсерватории (ESO), во время совместной кампании Event Horizon Telescope (EHT) по изображению черных дыр. В апреле 2017 года EHT соединил восемь радиотелескопов, расположенных по всему миру, включая ALMA, предоставив первое в истории изображение Стрельца A*. Для калибровки данных EHT Вильгус и его коллеги, члены EHT Collaboration, использовали данные ALMA, полученные одновременно с наблюдениями EHT Стрельца A*. К удивлению команды, измерения ALMA содержали больше подсказок о природе черной дыры.

Случайно некоторые наблюдения были сделаны вскоре после того, как энергия рентгеновского излучения была испущена из центра нашей галактики, который был обнаружен космическим телескопом НАСА Чандра. Подобные извержения, ранее наблюдаемые с помощью рентгеновских и инфракрасных телескопов, связаны с так называемыми «горячими точками»: пузырьками горячего газа, кружащимися вокруг черной дыры с большой скоростью. Что действительно ново и интересно, так это то, что до сих пор такое пламя было ясно видно только в рентгеновских и инфракрасных наблюдениях за дугой А*. Здесь мы впервые видим очень сильное указание на то, что орбитальные горячие точки также можно наблюдать в радиодиапазоне, говорит Вилгус, который также является сотрудником Астрономического центра Николая Коперника в Польше и Инициативы черной дыры Гарвардского университета (США).

«Эти горячие точки, наблюдаемые в инфракрасном диапазоне, вероятно, являются проявлением одного и того же физического явления: когда инфракрасные горячие точки остывают, они спонтанно становятся видимыми в более длинных волнах, таких как наблюдаемые ALMA и EHT», — добавляет он, Джесси Восс, доктор философии. К этому исследованию был привлечен студент Университета Радбауд. Давно предполагалось, что извержения являются результатом магнитных взаимодействий в перегретом газе, вращающемся вокруг дуги А*, и новые результаты подтверждают это. «Теперь мы нашли убедительные признаки магнитного происхождения этих извержений, и наши наблюдения дают нам представление об инженерии процесса. Новые данные очень полезны для построения теоретического объяснения этих событий», — говорит соавтор Моника Мосьцибродска. Радбудского университета.

ALMA позволяет астрономам исследовать поляризованное радиоизлучение Стрельца A*, которое можно использовать для выявления магнитного поля черной дыры. В сочетании с теоретическими моделями команда использовала эти наблюдения, чтобы узнать больше о формировании горячей точки и окружающей среде, в которой она задействована, включая магнитное поле вокруг дуги A*. Их исследование накладывает более сильные ограничения на форму этого магнитного поля, чем предыдущие наблюдения, и помогает астрономам расшифровать природу нашей черной дыры и ее окружения. Наблюдения подтверждают некоторые предыдущие открытия, сделанные прибором GRAVITY на Очень Большом Телескопе ESO (VLT), который отслеживает инфракрасное излучение. И данные GRAVITY, и ALMA показывают, что взрывы происходят в сгустке газа, вращающемся вокруг черной дыры со скоростью около 30 процентов от скорости света, при этом орбита горячей точки примерно перпендикулярна нашему лучу зрения.

«В будущем мы сможем отслеживать горячие точки с помощью скоординированных наблюдений с помощью GRAVITY и ALMA на разных частотах — если этот проект будет успешным, это станет настоящей вехой в нашем понимании физики взрывов в центре Млечного Пути», — говорится в сообщении. Иван Марти Видаль из Университета Валенсии в Испании, соавтор исследования. Команда также надеется напрямую наблюдать за скоплением газа на орбите с помощью EHT, приближаться к черной дыре и узнавать о ней больше. «Я надеюсь, что однажды мы сможем с уверенностью сказать, что мы «знаем», что происходит на дуге А*», — заключает Уилгус.

источник: ЕСО