Найден космический ветер из сверхмассивной черной дыры: почему ученые не могли его обнаружить 50 лет (фото)

Известно, что когда сверхмассивные черные дыры активно поглощают вещество, они выпускают мощные космические ветры. Однако Стрелец A*, черная дыра в центре Млечного Пути, казалось, не имела этой особенности, несмотря на многолетние поиски, пишет IFLScience.

Астрономы искали признаки ветра более полувека, поскольку косвенные доказательства указывали на его наличие. Гигантские структуры, известные как "пузыри Ферми", поднимаются над и под диском Млечного Пути, что свидетельствует о том, что в прошлом происходили энергетические утечки. Исследователи считали, что причиной этого должен был быть ветер.

"Если черная дыра не существует в идеальном вакууме, она должна как-то выпускать ветер", — сказал исследователь Северо-Западного университета Марк Горски. "А идеального вакуума во Вселенной не существует. Благодаря новым наблюдениям мы впервые получили достаточно четкое изображение, чтобы увидеть следы ветра. Мы посмотрели на данные и сказали: "Вот оно. Вот то, что все искали 50 лет".

Ученые проанализировали пять лет наблюдений, собранных Атакамской большой миллиметровой/субмиллиметровой антенной решеткой (ALMA). Они также разработали новую технику калибровки, которая устранила радиоизлучение, поступавшее непосредственно от Стрельца A*. Это позволило им исследовать окружающую среду гораздо подробнее, чем раньше.

Полученная карта была примерно в 100 раз глубже и в 80 раз четче, чем предыдущие наблюдения этого региона. Исследователи обнаружили конусообразную полость шириной примерно три световых года, из которой был вытеснен холодный газ. По словам команды, эта структура образовалась в результате взаимодействия ветра черной дыры с материей, которая двигалась к Стрельцу A*.

"Мы первыми продемонстрировали, что молекулярный газ, который находится очень-очень близко к черной дыре, питает ее", — пояснили ученые. "Ветер не является мощным, и его направление, вероятно, меняется со временем. Это показывает, что наша черная дыра не является уникальной, и наше место во Вселенной не является уникальным".

Обнаружение сигнала было особенно сложным, поскольку Земля находится примерно в 26 000 световых лет от Стрельца А*. Между Солнечной системой и центром галактики расположена плотная смесь газа, пыли и ионизированного вещества, которая мешает многим наблюдениям.

"Чтобы наблюдать за нашей собственной черной дырой, мы должны смотреть сквозь плоскость нашей галактики", — объясняют ученые. "Это означает, что мы должны смотреть сквозь газ, пыль и ионизированные структуры, а сквозь все это на самом деле нелегко что-то увидеть".

Чтобы проверить это открытие, исследователи сравнили свои наблюдения с рентгеновскими данными, собранными рентгеновской обсерваторией "Чандра" НАСА. Структуры, обнаруженные во время радионаблюдений, тесно совпадали с объектами, замеченными на рентгеновских снимках, что стало весомым подтверждением этой интерпретации.

"Исключительные утверждения требуют исключительных доказательств", — сказал Горски. "Мы хотели убедиться, что мы не просто смотрим на какой-то артефакт изображения. Тогда рентгеновское изображение с "Чандры" идеально вписалось. Молекулярные объекты совпали".

Исследование свидетельствует, что ветер, ответственный за конусообразную структуру, активен по меньшей мере 20 000 лет. Результаты также подтверждают давнюю гипотезу, что Стрелец A* является относительно спокойной по сравнению со многими другими сверхмассивными черными дырами, обнаруженными во Вселенной.

Понимание того, как Стрелец A* взаимодействует со своим окружением, помогает ученым составить более четкое представление о том, как галактики эволюционируют со временем. Недавно обнаруженный ветер разгадывает загадку, которая существовала десятилетиями, и показывает, что даже относительно спокойная черная дыра может продолжать формировать свое окружение.

Другие новости науки

• Ученые нашли первое доказательство существования давно исчезнувшей протопланеты, которая образовалась в самые первые дни существования Солнечной системы. Свидетельства ее существования сохранились в редком метеорите, который впоследствии упал в пустыне Сахара.
• Ученые выдвинули гипотезу, что расплавленная фаза Земли могла длиться гораздо дольше, чем считалось. Примерно 4,5 миллиарда лет назад молодая планета была покрыта огромными океанами магмы, а только что образованная Луна вращалась вокруг нее ближе, чем сегодня.