Знайдено космічний вітер з надмасивної чорної діри: чому вчені не могли його виявити 50 років

Відомо, що коли надмасивні чорні діри активно поглинають речовину, вони випускають потужні космічні вітри. Однак Стрілець A*, чорна діра в центрі Чумацького Шляху, здавалося, не мала цієї особливості, попри багаторічні пошуки, пише IFLScience.

Астрономи шукали ознаки вітру понад півстоліття, оскільки непрямі докази вказували на його наявність. Гігантські структури, відомі як "бульбашки Фермі", піднімаються над і під диском Чумацького Шляху, що свідчить про те, що в минулому відбувалися енергетичні витоки. Дослідники вважали, що причиною цього мав бути вітер.

"Якщо чорна діра не існує в ідеальному вакуумі, вона мусить якось випускати вітер", — сказав дослідник Північно-Західного університету Марк Горскі. "А ідеального вакууму у Всесвіті не існує. Завдяки новим спостереженням ми вперше отримали достатньо чітке зображення, щоб побачити сліди вітру. Ми подивилися на дані й сказали: "Ось воно. Ось те, що всі шукали 50 років".

Вчені проаналізували п’ять років спостережень, зібраних Атакамською великою міліметровою/субміліметровою антенною решіткою (ALMA). Вони також розробили нову техніку калібрування, яка усунула радіовипромінювання, що надходило безпосередньо від Стрільця A*. Це дозволило їм дослідити навколишнє середовище набагато детальніше, ніж раніше.

Отримана карта була приблизно в 100 разів глибшою та в 80 разів чіткішою, ніж попередні спостереження цього регіону. Дослідники виявили конусоподібну порожнину шириною приблизно три світлові роки, з якої було витіснено холодний газ. За словами команди, ця структура утворилася внаслідок взаємодії вітру чорної діри з матерією, що рухалася до Стрільця A*.

"Ми першими продемонстрували, що молекулярний газ, який знаходиться дуже-дуже близько до чорної діри, живить її", — пояснили вчені. "Вітер не є потужним, і його напрямок, ймовірно, змінюється з часом. Це показує, що наша чорна діра не є унікальною, і наше місце у Всесвіті не є унікальним".

Виявлення сигналу було особливо складним, оскільки Земля знаходиться приблизно за 26 000 світлових років від Стрільця А*. Між Сонячною системою та центром галактики розташована щільна суміш газу, пилу та іонізованої речовини, яка заважає багатьом спостереженням.

"Щоб спостерігати за нашою власною чорною дірою, ми маємо дивитися крізь площину нашої галактики", — пояснюють вчені. "Це означає, що ми маємо дивитися крізь газ, пил та іонізовані структури, а крізь усе це насправді нелегко щось побачити".

Щоб перевірити це відкриття, дослідники порівняли свої спостереження з рентгенівськими даними, зібраними рентгенівською обсерваторією "Чандра" НАСА. Структури, виявлені під час радіоспостережень, тісно співпадали з об’єктами, поміченими на рентгенівських знімках, що стало вагомим підтвердженням цієї інтерпретації.

"Виняткові твердження вимагають виняткових доказів", — сказав Горскі. "Ми хотіли переконатися, що ми не просто дивимося на якийсь артефакт зображення. Тоді рентгенівське зображення з "Чандри" ідеально вписалося. Молекулярні об’єкти збіглися".

Дослідження свідчить, що вітер, відповідальний за конусоподібну структуру, активний щонайменше 20 000 років. Результати також підтверджують давню гіпотезу, що Стрілець A* є відносно спокійною порівняно з багатьма іншими надмасивними чорними дірами, виявленими у Всесвіті.

Розуміння того, як Стрілець A* взаємодіє зі своїм оточенням, допомагає вченим скласти чіткіше уявлення про те, як галактики еволюціонують з часом. Нещодавно виявлений вітер розгадує загадку, яка існувала десятиліттями, і показує, що навіть відносно спокійна чорна діра може продовжувати формувати своє оточення.

Інші новини науки

• Вчені знайшли перший доказ існування давно зниклої протопланети, яка утворилася в найперші дні існування Сонячної системи. Свідчення її існування збереглися у рідкісному метеориті, який згодом впав у пустелі Сахара.
• Вчені висунули гіпотезу, що розплавлена фаза Землі могла тривати набагато довше, ніж вважалося. Приблизно 4,5 мільярда років тому молода планета була вкрита величезними океанами магми, а щойно утворений Місяць обертався навколо неї ближче, ніж сьогодні.