Новое исследование предполагает, что две самые странные и колоссальные структуры в Млечном Пути могли образоваться в результате взрыва, длившегося в центре нашей галактики 100 тысяч лет.

Эти структуры, названные «пузырями Ферми» и «пузырями eROSITA» в честь соответствующих телескопов, которые их обнаружили, расположены в центре Млечного Пути в форме огромных песочных часов, причём один набор пузырей простирается более чем на 25 тысяч световых лет над галактической плоскостью, тогда как другой набор простирается так же далеко под ним.

Исследование предполагает, что гигантские «пузыри Ферми» являются результатом взрыва Чёрной дыры, длившегося 100 тысяч лет.
Пузыри eROSITA, обнаруженные в 2020 году, светятся в рентгеновских лучах, когда древняя ударная волна проталкивает газ через Млечный Путь. Изображение: Jeremy Sanders/Hermann Brunner/Andrea Merloni/Eugene Churazov/Marat Gilfanov/IKI/eSASS/MPE

Эти два набора пузырей накладываются друг на друга, при этом они, похоже, состоят из совершенно разных материалов. Пузыри Ферми, заполненные сверхбыстрыми частицами, называемыми космическими лучами, могут быть замечены только телескопами, которые обнаруживают высокоэнергетическое гамма-излучение, в то время как пузыри eROSITA, заполненные пылающим горячим газом, видны только при рентгеновском излучении. Учёные спорят об их происхождении, но ясно одно: они являются результатом древнего и мощного взрыва, который давным-давно произошёл где-то недалеко от центра галактики.

Теперь, в новом исследовании, опубликованном 7 марта в журнале Nature Astronomy, исследователи описывают, как они смоделировали взрывную историю пузырьков Ферми и eROSITA, чтобы точно определить, где, когда и как они были созданы. Используя данные как гамма-, так и рентгеновских исследований, которые обнаружили загадочные структуры, авторы исследования показывают, что оба набора пузырей, вероятно, возникли в результате длительного выброса сверхмассивной Чёрной дыры в центре нашей галактики, начавшегося 2,6 миллиона лет назад.

Исследователи говорят, что вызванная тысячами солнечных падений материи, падающей в Чёрную дыру десятки тысяч лет, вспышка должна была выпустить в космос две струи высокоэнергетических частиц с околосветовой скоростью, раздув гигантские пузыри и растолкав близлежащую материю далеко по всей галактике.

Если модели команды учёных точны, они показывают, что центральная Чёрная дыра нашей галактики — хотя сегодня она относительно спокойна — когда-то была бушующим вихрем энергии с испытываемым чудовищным голодом по близлежащей материи.

«Согласно нашей оценке реактивной мощности, необходимой для надувания пузырей Ферми/eROSITA, у галактической Чёрной дыры был очень хороший аппетит, — рассказала Live Science ведущий автор исследования Карен Янг (Karen Yang), доцент Национального университета Цинхуа на Тайване. — Она потребляла материалы массой от 1000 до 10 тысяч солнечных масс в течение 100 тысяч лет, начав это делать примерно 2,6 миллиона лет назад.»
Исследование предполагает, что гигантские «пузыри Ферми» являются результатом взрыва Чёрной дыры, длившегося 100 тысяч лет.
Пузыри Ферми возвышаются над галактической плоскостью. Наполненные космическими лучами, они видны только в гамма-излучении. Изображение: NASA Goddard

Инфляционная модель Вселенной сошла с ума

Астрономы обнаружили пузыри Ферми с помощью NASA гамма-телескопа «Ферми» в 2010 году. Десять лет спустя отдельная группа специалистов почти в том же месте обнаружила рентгеновские пузыри eROSITA, причём эта новая пара гигантских сфер оказалась ещё больше первой, простираясь на тысячи световых лет за края пузырей Ферми.

Учёные рассматривают два правдоподобных объяснения существования этих гигантов: либо они образовались в результате чрезвычайно мощного взрыва сверхновой звезды вблизи центра галактики, либо были яростно выброшены из Стрельца А* — сверхмассивной Чёрной дыры в центре галактики, содержащей массу около 4 миллионов солнц.

Различные исследования пытались доказать то или иное объяснение, но новая статья является первой, которая предлагает объяснение, одновременно моделируя эволюцию как пузырей Ферми, так и пузырей eROSITA.

«Наши симуляции уникальны тем, что они могут моделировать взаимодействие между высокоэнергетическими частицами (которые производят гамма-лучи) и газом внутри Млечного Пути (который производит рентгеновские лучи)», — отметила Янг.
Исследование предполагает, что гигантские «пузыри Ферми» являются результатом взрыва Чёрной дыры, длившегося 100 тысяч лет.
Четыре модели показывают, как загадочные пузыри Ферми и eROSITA надувались в течение миллионов лет после взрыва Чёрной дыры. Изображение: Yang et al./Nature Astronomy

Используя форму, размер и спектры (то есть длины волн света, которые они излучают) обоих пузырей в качестве отправной точки, команда исследователей оценила количество энергии, необходимое для их раздува до их нынешних пропорций. Они обнаружили, что единственным правдоподобным объяснением была мощная и затяжная вспышка Чёрной дыры, поскольку взрыва одной сверхновой было бы просто недостаточно.

Эксперты написали, что такая вспышка могла бы надуть пузыри поэтапно. Во-первых, для попадания в Стрелец А* потребовалось бы огромное количество материи. Вместо того, чтобы быть полностью поглощённой, часть этой материи была направлена ​​​​в огромные, быстро движущиеся струи, которые ускорили материю из Чёрной дыры почти до скорости света. (Подобные, вырывающиеся из Чёрных дыр, струи наблюдались и в других галактиках).

Действуя подобно гигантским ускорителям частиц, эти струи превратили протоны и нейтроны в высокоэнергетические космические лучи, которые с визгом пронеслись по галактике. По словам исследователей, когда эти лучи устремились в космос, они начали заполнять пузыри Ферми.

И хотя пузыри Ферми в результате высокоскоростного взрыва расширились по Млечному Пути, они оттолкнули окружающий газ, с которым столкнулись на своём пути, создав огромную ударную волну, которую можно наблюдать до сих пор. По словам исследователей, эта волна нагретого газа светится рентгеновским излучением, которое учёные видят как пузыри eROSITA, вздымающиеся наружу по бокам пузырей Ферми.

Если модели команды исследователей точны, они не только объясняют происхождение двух самых загадочных структур в нашей галактике, но и дают ученым возможность вблизи взглянуть на то, как сверхмассивные Чёрные дыры могут формировать и изменять окружающие их галактики. Как бы там ни было, необходимо дальнейшее изучение пузырей, чтобы окончательно разгадать эту космическую загадку.

Правописание уведомления вебмастера


Понравилось? Поделитесь с друзьями!

Комментарии

- комментариев

EnglishРусскийУкраїнська
Включить уведомления    Да Спасибо, не надо