"Как спицы в колесе". В центре Галактики обнаружили загадочные нити

МОСКВА, 8 июн — РИА Новости, Владислав Стрекопытов. Астрономы обнаружили посреди Млечного Пути тысячи расходящихся во все стороны нитевидных структур. Их происхождение пока неясно, но, очевидно, они как-то связаны с расположенной там сверхмассивной черной дырой. О том, как ученые постепенно приближаются к пониманию того, что происходит в ядре нашей Галактики, — в материале РИА Новости.

"Наша" черная дыра

Долгое время центр нашей Галактики определяли весьма приблизительно — где-то в созвездии Стрельца — и не выделяли там какой-то конкретный астрономический объект. В 1960-м в этом месте зафиксировали источник радиоволн и назвали его Стрелец А (Sgr A). Позднее установили, что он также излучает в инфракрасном и рентгеновском диапазонах.

Движение звезд в районе Sgr A указывает на то, что они вращаются вокруг какого-то невидимого компактного и очень тяжелого объекта. Это черная дыра Sgr A*. Ученые рассчитали, что ее масса в четыре с лишним миллиона раз больше, чем у Солнца. Такие же сверхмассивные черные дыры находятся в центре многих других галактик, и их гравитация удерживает вместе звезды и скопления межзвездного газа.

До Sgr A* от нас 27 тысяч световых лет. Горячее радиоизлучающее газовое облако запечатлено на первом изображении черной дыры, полученном в 2022-м при помощи результатов наблюдений всемирной сети радиотелескопов EHT (Event Horizon Telescope — телескоп горизонта событий).

© EHT Collaboration

Первое фото черной дыры Стрелец А* в центре нашей Галактики

Чрезвычайно активное место

По мере развития технологий астрономы узнавали все больше о центре нашей Галактики. В частности, выяснилось, что сама черная дыра практически неподвижна, а окружающее ее газовое облако вращается очень быстро, почти со скоростью света. И это вызывает постоянное излучение.

В 2010-м благодаря одному из крупнейших в мире массивов радиотелескопов MeerKAT в Южной Африке астрономы обнаружили с двух сторон от черной дыры огромные энергетические пузыри размером в сотни световых лет, излучающие в рентгеновском и гамма-диапазонах. Эти объекты подробно изучили, в том числе с помощью телескопа eROSITA, установленного на борту российской астрофизической обсерватории "Спектр-РГ".

В 2022-м, продолжив наблюдения на MeerKAT, ученые под руководством Фархада Юсеф-Заде из Северо-Западного университета США увидели около тысячи загадочных нитевидных структур, простирающихся от галактического центра на 150 световых лет в виде тонких вертикальных полос — филаментов. Есть нити одиночные и парные. Расположены они примерно на одинаковом расстоянии друг от друга, подобно струнам арфы.

Эти структуры, как и пузыри, наблюдают в специфическом диапазоне коротких волн, соответствующем так называемому синхротронному излучению. Электроны, двигаясь почти со скоростью света, сталкиваются с магнитными полями, и возникает отчетливый радиосигнал.

По мнению исследователей, нити генерируются высокоэнергетическими частицами космических лучей, разогнавшимися во время мощного взрыва, который произошел в центре Галактики несколько миллионов лет назад. С этим же событием, вероятно, связаны и пузыри.

Сверхмассивная черная дыра в центре Млечного Пути выглядит относительно спокойной по сравнению с теми, что в других галактиках. Однако обнаруженные структуры указывают на то, что были периоды активизации, когда за короткое время черная дыра поглощала огромные массы пыли и газа. Это сопровождалось вспышкой и выбросом энергии, а сама черная дыра действовала как гигантский ускоритель частиц.

Разлетаются во все стороны

Недавно та же научная команда выявила признаки еще одного типа активности Sgr A*. Разработав особый алгоритм обработки данных MeerKAT, ученые нанесли на карту еще тысячи нитеподобных структур, исходящих из центра Млечного Пути.

Все они лежат в галактической плоскости, расходясь в стороны от Sgr A*, "как спицы в колесе". И значительно короче вертикальных — от пяти до десяти световых лет.

© Farhad Yusef-Zadeh/Northwestern University

Галактические нити, расходящиеся из центра Галактики. Цветом обозначено положение по отношению к плоскости галактики: синие и красные — вертикальные (перпендикулярные), белые — горизонтальные (параллельные)

CC BY 4.0 / Yusef-Zadeh et al. /

Векторная диаграмма показывает расхождение горизонтальных нитей от центра Галактики

"Мы неожиданно обнаружили новую популяцию структур, которые указывают в направлении центра Галактики, — приводятся в пресс-релизе слова профессора Юсеф-Заде. — Нам пришлось проделать большую работу, но мы установили: эти нити не случайны и, по-видимому, связаны с черной дырой".

Исследователи считают, что у этих популяций филаментов разное происхождение. Вертикальные нити перпендикулярны плоскости Млечного Пути, они пронизывают Галактику насквозь, и частицы в них движутся с релятивистскими скоростями. Короткие горизонтальные направлены радиально к центру и объединяют потоки тепловых частиц внутри галактического молекулярного облака.

Интересно, что их изображение напоминает точки и тире азбуки Морзе. По мнению авторов, это свидетельствует о прерывистой пульсации Sgr A* — каждый отрезок сформирован отдельным выбросом высокоэнергетических частиц. Какой процесс внутри черной дыры управляет этой пульсацией, остается загадкой.

"Мы думаем, что горизонтальные нити возникли в ходе какого-то события, которое произошло несколько миллионов лет назад, — говорит Юсеф-Заде. — Возможно, это результат взаимодействия истекающего из черной дыры материала с объектами, расположенными рядом с ней".

Открытые учеными радиальные филаменты — самые мелкие из линейных структур космоса. Крупнейшие — межгалактические нити и "великие стены" скоплений галактик — формируют ячеистый каркас Вселенной. Их размеры — 50-80 мегапарсек (160-260 миллионов световых лет), а в них — очень горячий разреженный газ.

CC BY 2.0 / Andrew Pontzen and Fabio Governato /

Галактические нити, стены и пустоты вместе образуют сетчатый каркас Вселенной

Согласно стандартной модели эволюции космического вещества, межгалактические нити образуются вдоль сетевидных потоков темной материи, которая гравитационно притягивает обычную барионную материю, наблюдаемую астрономами.