Рентгеновское зрение
Центр Галактики оказался удивительным местом. Здесь, на расстоянии около 26 000 световых лет от Земли, угнездилась сверхмассивная черная дыра массой в 4 млн солнц. Гравитация этого монстра заставляет окружающее вещество падать на него с огромным ускорением. Потоки газа, устремляющиеся навстречу бездне, сталкиваются друг с другом и разогреваются трением. В результате черная дыра перестает быть черной: окружающее ее облако раскаленной плазмы сияет как сотня солнц.
Энергия, запасенная в этом бурлящем котле, так велика, что он извергает потоки вещества в окружающее пространство, и это несмотря на притяжение своей сверхмассивной «хозяйки». Здесь происходят грандиозные вспышки и другие бурные процессы.
Деятельность черной дыры накладывает свой отпечаток на весь центр Галактики. Мощное излучение ее вспышек мешает образовываться звездам и, возможно, регулярно уничтожает окрестные планеты. Магнитные поля пронизывают горячий межзвездный газ, заставляя его плясать под свою дудку. А по соседству, в плотных и холодных облаках водорода, вещество бурлит, хаотично двигаясь со скоростью в десятки километров в секунду.
В общем, центр Млечного Пути дает астрономам шанс изучить процессы, непохожие ни на что другое в Галактике. К сожалению, сделать это непросто: сердце нашего звездного острова закрыто плотными облаками пыли и газа. Они непроницаемы даже для лучших оптических телескопов.
Однако там, где отступает свет, на помощь приходят другие излучения. Рентгеновские лучи с легкостью проходят сквозь космическую завесу. В исследовании, опубликованном Дэниэлом Ваном в журнале Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, представлена новая карта центра Млечного Пути. В ее основе данные рентгеновского телескопа Chandra, накопленные с 1999-го по 2019 год, 370 наблюдательных сеансов заняли почти 65 суток чистого времени. В результате получилась беспрецедентно подробная карта области размером 2000х1000 световых лет. Для сравнения: от Солнца до ближайшей звезды всего четыре световых года.
Инструмент запечатлел целую паутину нитей горячего газа. Эти структуры вытянуты на десятки световых лет, но их диаметр в сотни раз меньше длины. Откуда берется эта космическая ткань? Исследователи не знают точно, но теперь у них есть интересная версия.
Короткое замыкание
Ван сопоставил новую карту, полученную «Чандрой» в рентгеновских лучах, с данными радиотелескопа MeerKAT, принимающего космические радиоволны. Удивительно, но нить под названием G0.17-0.41, протянувшаяся на 20 световых лет почти перпендикулярно плоскости Галактики, оказалась на обоих изображениях.
Проанализировав сведения, собранные обоими инструментами, астроном пришел к интересному выводу. Он заключил, что G0.17-0.41 — результат магнитного пересоединения. Так называется процесс, когда две противоположно направленные линии магнитного поля встречаются и частично уничтожают друг друга. При этом запасенная в них энергия высвобождается и нагревает окружающее вещество. Это можно сравнить со взрывом или коротким замыканием.
Магнитное пересоединение хорошо знакомо специалистам по Солнцу: оно отвечает за солнечные вспышки, выбросы вещества в космос и другие капризы нашего светила. Но впервые это явление, характерное для поверхности звезд, наблюдается вблизи черной дыры и вообще в межзвездном пространстве.
Привет из зазеркалья: есть ли в космосе антизвезды
Само по себе магнитное поле в окрестности G0.17-0.41 невелико. По расчетам Вана, оно составляет порядка 1 мГс, что в миллион раз меньше поля на поверхности бытового дугообразного магнита. Однако протяженность в десятки световых лет позволяет даже такому слабому полю накопить энергию астрономического масштаба. Выделяясь при пересоединении, она нагревает вещество до десятков миллионов градусов, что превышает температуру в центре Солнца. Неудивительно, что рентгеновское излучение такой длинной и горячей нити заметно даже с орбиты Земли.
При этом Ван полагает, что G0.17-0.41 — это только верхушка айсберга. Облако плазмы, окружающее центральную черную дыру нашей Галактики, генерирует магнитное поле, пронизывающее весь близлежащий космос. Пересоединения магнитных линий могут происходить там постоянно, в совокупности выделяя огромную энергию. Эта энергетическая подпитка может отвечать не только за образование таинственных горячих нитей, но и за другие явления, ранее не имевшие объяснения.
Миллиарды по цене миллионов: астрономы создали самую подробную карту мироздания
Так, на новой карте «Чандры» с беспрецедентной детализацией запечатлены шлейфы горячего газа, простирающиеся на 700 световых лет вверх и вниз от плоскости Галактики. Ученые все еще спорят о том, какая сила нагревает газ в этих потоках, истекающих из центра Млечного Пути. Возможно, это беспрестанные магнитные пересоединения вкупе со взрывами сверхновых.
Не исключено, что это явление работает и как природный ускоритель, придавая энергию космическим лучам — энергичным частицам, приходящим с просторов Галактики. А на больших расстояниях от черной дыры оно может «взбаламучивать» межзвездный газ, давая начало образованию звезд. Похоже, что астрономы открыли один из важных механизмов, регулирующих жизнь Галактики.
Мнение редакции может не совпадать с точкой зрения автора