Вокруг черной дыры в центре нашей Галактики обращается горячий газовый пузырь

С помощью Атакамской Большой миллиметровой/субмиллиметровой антенной решетки ALMA астрономы зафиксировали признаки существования «горячего пятна» на орбите вокруг объекта Стрелец A* (Sagittarius A*), черной дыры в центре нашей Галактики. Об открытии сообщает Европейская Южная обсерватория (ESO).

«Мы полагаем, что наблюдаем горячий газовый пузырь, обращающийся вокруг объекта Sagittarius A* по орбите примерно такого же радиуса, как у орбиты планеты Меркурий, но совершающего полный оборот всего за 70 минут. Это означает, что у него невероятная скорость: около 30 % скорости света!» — говорит руководитель исследования Мачек Вельгус (Maciek Wielgus) из Института радиоастрономии Общества Макса Планка.

Наблюдения были выполнены в Чилийских Андах на радиотелескопе ALMA, которым на партнерских началах управляет ESO, в ходе кампании по получению изображений черных дыр, проводившейся Коллаборацией Телескопа Горизонта Событий (EHT). В апреле 2017 года в рамках EHT были связаны друг с другом восемь крупнейших радиотелескопов по всему миру, в том числе и ALMA, в результате чего недавно было получено первое в истории изображение объекта Sagittarius A*. Для калибровки полученных на EHT данных Вельгус и его коллеги, члены Коллаборации EHT, использовали данные, записанные на ALMA одновременно с наблюдениями объекта Sagittarius A* на EHT. К удивлению членов исследовательской группы, в измерениях, проведенных только на ALMA, были выявлены новые признаки, проливающие свет на природу черной дыры.

По стечению обстоятельств, некоторые из этих наблюдений были выполнены вскоре после всплеска или вспышки рентгеновского излучения в центре нашей Галактики; этот всплеск был зафиксирован Космическим телескопом «Чандра» NASA. Считается, что такие вспышки, раньше уже наблюдавшиеся телескопами рентгеновского и инфракрасного диапазонов, связаны с так называемыми «горячими пятнами» — пузырями горячего газа, с огромной скоростью обращающимися вокруг черной дыры на очень малом расстоянии от нее.

«Совершенно новое и очень интересное обстоятельство состоит в том, что такие вспышки до сих пор ясно проявлялись только при наблюдениях источника Стрелец A* в рентгеновских и инфракрасных лучах. Теперь же мы впервые видим очень сильные проявления орбитальных горячих пятен в радиодиапазоне»,— говорит Вельгус, аффилированный также с Астрономическим центром Николая Коперника в Польше и с группой BlackHoleInitiative при Гарвардском университете в США. 

«Возможно, горячие пятна, которые регистрируются на инфракрасных длинах волн, — проявление того же физического процесса: когда горячие пятна, излучающие в инфракрасных лучах, охлаждаются, они становятся видимыми на более длинных волнах, например, в диапазоне, в котором работают ALMA и EHT», — добавляет Джесси Вос (Jesse Vos) из Университета Святого Радбодв Нидерландах.

Долго считалось, что вспышки возникают вследствие магнитных взаимодействий в очень горячем газе, обращающемся вокруг объекта Sagittarius A* на очень близком расстоянии. Новые находки поддерживают эту идею. «Мы нашли сильное свидетельство магнитного происхождения этих вспышек, и наши наблюдения позволяют судить о геометрии этого процесса. Новые данные очень полезны для теоретической интерпретации этих явлений»— говорит член исследовательской группы Моника Мочибродска (Monika Mościbrodzka) из университета Святого Радбодa.

Антенная решетка ALMA позволяет астрономам исследовать поляризованное радиоизлучение от источника SgrA*, несущее информацию о магнитном поле черной дыры. Группа провела сравнение этих наблюдений с теоретическими моделями, чтобы больше узнать о формировании горячего пятна, о среде, в которую оно погружено, и о структуре магнитного поля вокруг объекта Стрелец A*. В результате получены более жесткие ограничения на форму магнитного поля, чем давали прежние наблюдения: стало больше известно о природе нашей черной дыры и окружающей ее области.

Выполненные наблюдения подтверждают некоторые из более ранних находок, сделанных в инфракрасном диапазоне с использованием приемника GRAVITY на Очень Большом телескопе ESO (VLT). Данные, полученные как на GRAVITY, так и на ALMA, подтверждают, что вспышка происходит в газовом сгустке, стремительно завихряющемся вокруг черной дыры со скоростью около 30 % скорости света в направлении часовой стрелки (в проекции на земное небо), причем мы видим орбиту горячего пятна почти плашмя.

«В будущем мы должны научиться отслеживать горячие пятна на всех частотах в ходе координированных многоволновых наблюдений как на GRAVITY, так и на ALMA; успешные наблюдения такого рода стали бы настоящей вехой в наших исследованиях физики вспышек в центре Галактики», — говорит Иван Марти-Видаль (Ivan Marti-Vidal) из Валенсийского университета.

Исследование опубликовано в журнале Astronomy & Astrophysics.

Обсудите с коллегами

13:00

Благодаря извержению вулкана в южной части Тихого океана возник новый остров

PRO SCIENCE
11:00

Исчезновение лягушек из-за смертельной болезни влечет вспышки малярии среди людей

PRO SCIENCE
09:00

Большой якорь римских времен поднят со дна у берегов Англии

PRO SCIENCE
27.09

Динозавры России. Прошлое, настоящее, будущее

PRO SCIENCE
27.09

Химики поняли, как увеличить срок годности лекарства от эпилепсии

PRO SCIENCE
26.09

Путеводный нейрон

PRO SCIENCE
Генри Джи об эволюционных изменениях в каменноугольном периоде