Чорна діра в центрі Чумацького Шляху нарешті розкрила свої таємниці
Чорна діра в центрі Чумацького Шляху приховувала таємницю понад 50 років
Надмасивна чорна діра "Стрілець А*", розташована в центрі нашої галактики, десятиліттями ставила науковців у глухий кут. Попри те, що вона має масу близько 4 мільйонів Сонць, її поведінка залишалася нетиповою для подібних об’єктів.
За законами фізики, чорні діри не лише поглинають речовину, а й викидають її у вигляді потужних вітрів або струменів. Однак "Стрілець А*" довгий час поводилася надзвичайно тихо, не демонструючи жодних ознак таких викидів. Вчені фіксували лише сліди давніх вітрів, що виникли понад 20 000 років тому.
"Це наша найближча й найбільш вивчена чорна діра. Це єдина чорна діра, навколо якої ми можемо спостерігати всі фізичні процеси, і, тим не менш, здавалося, що в неї немає вітру. Кожна чорна діра у Всесвіті поводиться однаково, але та, що знаходиться найближче до нас, відрізняється. Це було величезною проблемою", – зазначив науковий співробітник і доцент Північно-Західного університету Марк Горскі.
Вчені виявили сліди космічного вітру
Після п’яти років спостережень команда дослідників під керівництвом Горскі, ймовірно, знайшла докази існування вітру від "Стрільця А*". За допомогою радіотелескопів Atacama Large Millimeter Array вчені створили детальну карту холодного газу навколо чорної діри. На зображенні виявилася велика конусоподібна порожнина, позбавлена холодного газу, яка могла утворитися лише під дією гарячого вітру, що виходить від чорної діри.
"Вітер чорної діри діє як фен. Він дме гарячим турбулентним повітрям на холоднішу й щільнішу матерію. Вітер достатньо теплий і сильний, щоб нагріти й висушити її, але не настільки потужний, щоб повністю здути", – пояснив Горскі.
Подібні викиди раніше спостерігалися в інших галактиках, де вони відіграють ключову роль у передачі енергії та регулюванні зростання галактик. Професор астрономії Університету Меріленда Крістофер Рейнольдс підкреслив, що ці процеси є невід’ємною частиною еволюції Всесвіту.
Як вдалося зробити відкриття
Дослідники використали дані радіотелескопів, щоб створити найдетальнішу карту холодного газу навколо "Стрільця А*". Після усунення радіоперешкод на зображенні проявилася порожнина довжиною близько 3 світлових років з кутом розкриття 45 градусів, спрямована до чорної діри.
За допомогою космічного телескопа "Чандра" вчені підтвердили, що холодний газ у цій області формується під впливом гарячої плазми, яка надходить із центру Галактики. Хоча безпосередньо частинки вітру не були зафіксовані, вдалося визначити його напрямок та енергію.
Горскі пояснив, що виявлення вітру зайняло так багато часу з двох причин. По-перше, лише останніми роками прилади стали достатньо чутливими, щоб "бачити" крізь газ і пил між Землею та центром галактики. По-друге, "Стрілець А*" перебуває в періоді затишшя, через що вітер слабший і його складніше виявити.
"Наші результати свідчать про те, що у цієї чорної діри теж є вітер, і фізика чорних дір працює так, як ми й очікували. Але вітер був дуже слабким, і ніколи раніше ми не спостерігали настільки слабких викидів", – підсумували вчені.
Перше спостереження коливань простору-часу поблизу чорної діри
Раніше астрономи вперше зафіксували пряме виявлення вихрового спотворення простору-часу, спричиненого чорною дірою, що швидко обертається. Це явище, відоме як прецесія Лензе-Тіррінга, було помічено під час спостереження за зіркою, яка надто близько наблизилася до надмасивної чорної діри й була знищена. Внаслідок цього утворився обертовий диск і струмені речовини.
