В сердце Млечного Пути: учёные обнаружили «ветры чёрной дыры»
Астрономам впервые удалось найти доказательства существования «ветров чёрной дыры», исходящих из Sagittarius A* в центре нашей галактики. Это открытие, сделанное с помощью телескопов ALMA и Chandra, решает полувековую научную загадку и проливает свет на поведение сверхмассивных чёрных дыр в спокойном состоянии.
Астрономическая загадка длиной в полвека официально решена: учёным впервые удалось обнаружить прямое свидетельство «ветров чёрной дыры», покидающих окрестности Sagittarius A* (Sgr A*) — сверхмассивной чёрной дыры в ядре Млечного Пути. Результаты исследования опубликованы в научном журнале The Astrophysical Journal Letters.
Учёные давно предполагали, что чёрные дыры при поглощении материи генерируют колоссальную энергию, которая выталкивает газ и пыль наружу со скоростями, близкими к световым. Это явление называют «ветрами чёрной дыры». Однако поиск доказательств в нашей галактике был затруднен из-за крайне низкой активности Sgr A*. Для сравнения: темп поглощения материи этой чёрной дырой эквивалентен человеку, съедающему одно рисовое зерно раз в миллион лет.
«Если только чёрная дыра не существует в идеальном вакууме, а во Вселенной такого не бывает, она обязана генерировать ветер», — пояснил Марк Горски, исследователь из Северо-Западного университета и сопредседатель группы. — «Мы проанализировали новые данные и поняли: вот оно, то, что все искали 50 лет».
Уличающее доказательство
Чтобы изучить центр галактики, скрытый плотными слоями звёздной пыли и газа, команда использовала данные пятилетних наблюдений массива радиотелескопов ALMA (Atacama Large Millimeter/Submillimeter Array), расположенного в Чили.
Исследователи получили детализированное изображение холодного молекулярного газа на расстоянии около трёх световых лет от чёрной дыры. Внутри облака была обнаружена конусообразная полость длиной в три световых года. Учёные пришли к выводу, что горячий поток материи, исходящий от чёрной дыры, проложил этот путь, вытеснив или испарив холодный газ. Расчёты показали, что энергия, необходимая для формирования такой полости, значительно превышает ту, что могут обеспечить обычные звёздные ветры в этом регионе. Кроме того, ось конуса указывает прямо на чёрную дыру.
Сопоставление данных ALMA и Chandra
Поскольку столь значимое открытие требует веских доказательств, исследователи сопоставили радиоданные ALMA с результатами наблюдений рентгеновского телескопа NASA Chandra. Выбросы рентгеновского излучения, зафиксированные Chandra, идеально совпали с контурами пустой полости в холодном газе, что исключило вероятность ошибки или артефакта визуализации.
«Когда находишь то, чего никто раньше не видел, первая мысль — не триумф, а проверка анализа на ошибки», — отметила сопредседатель исследования Лена Морчикова. — «Но когда мы наложили изображения друг на друга, всё сошлось».
Жизнь на спокойной орбите
Это открытие имеет фундаментальное значение. До сих пор большинство исследований фокусировалось на чёрных дырах в активных галактических ядрах (AGN), которые поглощают материю в огромных масштабах и создают мощные джеты. Однако такие объекты — скорее исключение.
Большинство чёрных дыр во Вселенной, включая Sgr A*, проводят большую часть времени в «дремотном» состоянии. По оценкам учёных, ветер Sgr A*, хотя и является относительно слабым, дует непрерывно на протяжении последних 20 тысяч лет. Возможность изучить этот процесс позволяет понять, как гравитационные гиганты влияют на структуру окружающих их галактик, даже находясь в состоянии покоя.
