Наблюдения показали, что сверхмассивная чёрная дыра Sagittarius A* не изолирована, а выбрасывает поток горячего газа, формируя конусообразную структуру в окружающей среде
Астрономы сообщили о прямых наблюдательных доказательствах того, что сверхмассивная чёрная дыра Sagittarius A* (Sgr A*) в центре Млечного Пути излучает поток горячего газа. Открытие, описанное в Astrophysical Journal Letters, решает проблему, которая оставалась нерешённой около 50 лет: почему вокруг нашей чёрной дыры не удавалось зафиксировать ожидаемые газовые выбросы.
Исследователи из Северо-Западного университета (Northwestern University) во главе с Эленой Мурчикиной (Elena Murchikova) и Марком Горски (Mark Gorski) проанализировали данные радиотелескопа ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array) в Чили, собранные за 5 лет. Они восстановили изображение холодного молекулярного газа вокруг Sgr A* и после удаления яркого радиосигнала выявили ранее скрытую структуру — конусообразную полость длиной около трёх световых лет.
Эта же структура была независимо подтверждена в данных рентгеновской обсерватории NASA «Чандра» (Chandra X-ray Observatory). Совпадение в разных диапазонах наблюдений позволило интерпретировать её как след мощного потока вещества, исходящего из окрестностей чёрной дыры.
Источник: X-ray — NASA / CXC / Northwestern Univ. / M. Gorski; Radio — ESO / NAOJ / NRAO / ALMA; Обработка изображения: NASA / CXC / SAO / K. Arcand, P. Edmonds
По словам исследователей, процесс связан с тем, как газ под действием гравитации Sgr A* разогревается и начинает вращаться вокруг неё с околосветовыми скоростями, формируя аккреционный диск — плотную структуру падающего вещества. Однако часть газа не успевает упасть в чёрную дыру.
Вблизи горизонта событий на вещество воздействуют сильное излучение и давление плазмы, а также локальные вспышки активности. В результате часть нагретого газа выбрасывается наружу в виде потока. Учёные отмечают, что масса выбрасываемого вещества может превышать массу вещества, падающего внутрь.
При наличии сильного магнитного поля этот поток может сжиматься и формировать узконаправленные струи — джеты. В случае Sgr A* наблюдается более широкий конусообразный «ветер», а не классический узкий джет.
Открытие важно не только для понимания поведения локальной чёрной дыры, но и для общей модели эволюции галактик. Считается, что подобные сверхмассивные объекты присутствуют в центрах большинства галактик и активно влияют на окружающую среду, перераспределяя вещество и энергию.
Как отмечают авторы, особенно необычным оказалось то, что ближайшая к нам сверхмассивная чёрная дыра долгое время оставалась «тихой» в смысле наблюдаемых выбросов, несмотря на огромный массив данных. Новые результаты снимают часть этого противоречия, показывая, что даже относительно спокойные чёрные дыры могут постоянно воздействовать на окружающее пространство.
