Оглядаючи центр нашої галактики, орбітальна рентгенівська обсерваторія XMM-Newton Європейського космічного агентства (European Space Agency, ESA) виявила дві велетенські «труби», що відводять лійкоподібно речовину з околиць надмасивної чорної діри Молочного Шляху до двох величезних космічних бульбашок.
Ці величезні бульбашки у 2010 р. виявив космічний гамма-телескоп «Фермі», що належить NASA. Одна з них міститься над площиною (друга під нею) галактики Молочний Шлях, утворюючи форму, схожу на гігантський пісковий годинник. Його розміри становлять майже 50 000 світлових років — близько половини діаметр диска Галактики. Їх можна розглядати як гігантські «відрижки» речовини з центральної частини Молочного Шляху, де міститься його надмасивна чорна діра, відома як Стрілець A*.
Тепер XMM-Newton виявив два канали гарячої речовини, що «світиться» в рентгенівських променях і виходить назовні від Стрільця A*, з’єднуючи прямо околиці чорної діри і бульбашки.
«Ми знаємо, що витоки і вітри речовини та випромінювання енергії, що виходять з галактики, мають вирішальне значення для форми галактики та її змінам з часом — вони є головними гравцями в тому, як галактики та інші структури формуються і розвиваються у всьому космосі», — сказав перший автор дослідження Габріель Понті (Gabriele Ponti) з Інституту позаземної фізики імені Макса Планка в Ґархінзі (Німеччина) та Національного інституту астрофізики в Італії. «На щастя, наша галактика дає нам близьку лабораторію, щоб докладно це вивчити та дослідити, як речовина витікає у простір навколо нас. Ми використовували дані, зібрані обсерваторією XMM-Newton протягом 2016—2018 років, щоб створити найширшу рентгенівську мапу, яку коли-небудь робили довкола ядра Молочного Шляху.»
На цій мапі виявлено довгі канали дуже гарячого газу, що проходять над і під площиною Молочного Шляху й поширюються на сотні світлових років. Науковці вважають, що вони відіграють роль «вихлопних труб», через які енергія і маса транспортуються від ядра нашої галактики до основи бульбашок, поповнюючи їх новою речовиною.
Рентгенівське зображення центральної ділянки нашої галактики Молочний Шлях, де міститься надмасивна чорна діра Стрілець A*. Зображення, отримане за допомогою космічної обсерваторії XMM-Newton Європейського космічного агентства, показує температуру газу, що випромінює рентгенівські промені, в цій турбулентній ділянці, де більш холодні райони показані червоним кольором, а гарячі — зеленим і синім. Яскрава ділянка в середині зображення показує околицю Стрільця A*. Жовто-оранжеві структури, що містяться над і під центром, є двома колосальними «димовими трубами», які простягаються на сотні світлових років і які відводять матеріал від центра Галактики до двох величезних космічних бульбашок. Це зображення об’єднує дані, зібрані в таких енергетичних смугах: 1,5—2,6 кеВ (показано червоним кольором); 2,35—2,56 кеВ (показано зеленим кольором); Діапазон 2,7—2,97 кеВ (показано синім кольором). Багато білих плям, великих і малих, — це артефакти, де не пов’язані, яскраві, точкові рентгенівські джерела були видалені із зображення. Фото з сайту www.esa.int.
Цей висновок пояснює, як активність, що відбувається в ядрі нашої галактики нині та була колись, пов’язана з існуванням великих структур навколо неї. Відтік може бути залишком з минулого Галактики, з періоду, коли активність в ній була набагато поширенішою і потужнішою. Або це може свідчити, що навіть «спокійні» галактики, тобто ті, які містять відносно спокійну надмасивну чорну діру й мають помірний рівень утворення зір, подібно до Молочного Шляху, можуть похвалитися величезним відтоком речовини.
«Молочний Шлях розглядаємо як своєрідний прототип для стандартної спіральної галактики», — зазначив співавтор дослідження Марк Морріс (Mark Morris) з Каліфорнійського університету в Лос-Анджелесі (США). «У певному сенсі це відкриття проливає світло на те, як усі типові спіральні галактики (і їх вміст) можуть вести себе у всьому космосі».
Уявлення художника про два «димарі», якими гаряча речовина, що випромінює рентгенівські промені, потрапляє з центральної ділянки нашої галактики до двох величезних космічних бульбашок. Науковці вважають, що ці «димоходи» діють як низка вихлопних труб, через які енергія і маса транспортуються від ядра Галактики до основи бульбашок, поповнюючи їх новим матеріалом. Фото з сайту www.esa.int.
Незважаючи на те, що нашу галактику відносять до спокійних в сенсі галактичної активності на космічному масштабі, зібрані попередньо XMM-Newton дані показали, що ядро Галактики все ще досить неспокійне і хаотичне. Зорі, що доживають віку, вибухають і викидають речовину в космос; подвійні зорі обертаються одна навколо одної; і Стрілець A *, чорна діра масою, як чотири мільйони Сонць, чатує, щоб поглинути викинуту речовину й потім «відригнути» випромінювання і енергетичні частинки.
Космічні «бегемоти», такі як Стрілець A* та ще більшої маси, які містяться в галактиках по всьому космосу, будуть вивчати в майбутньому з допомогою рентгенівських обсерваторій, таких як Athena (Advanced Telescope for High-Energy Astrophysics — Передовий телескоп для астрофізики високих енергій, «Афіна») Європейського космічного агентства. Її запуск запланований на 2031 р. Ще одна майбутня місія ESA, Lisa (Laser Interferometer Space Antenna — Космічна антена лазерного інтерферометра), шукатиме гравітаційні хвилі, випущені при злитті надмасивних чорних дір в ядрі далеких, зливаються галактик.
Тим часом науковці виконують дослідження цих чорних дір з допомогою поточних місій, таких як XMM-Newton. «З XMM-Ньютоном ще багато має бути зроблено — телескоп може сканувати значно більшу ділянку довкола ядра Молочного Шляху, що допоможе нам зіставити бульбашки і гарячий газ, які оточують Галактику, а також їхні зв’язки з іншими компонентами Молочного Шляху, і, сподіваюся, зрозуміти, як все це пов’язано між собою», — додав Г. Понті. «Звісно, ми також з нетерпінням чекаємо на Athena і сподіваємося на прорив, який він дасть змогу зробити».
«Афіна» поєднає надзвичайно високу роздільну здатність рентгенівської спектроскопії з дивовижними можливостями фотографування широких ділянок неба, що дасть змогу науковцям досліджувати природу і рух гарячого космічного газу, як ніколи раніше.
«Цей видатний результат від XMM-Newton дав нам змогу побачити, що насправді відбувається в центрі Молочного Шляху, і уможливив створення мапи рентгенівських джерел в усьому центральному регіоні, якої ще ніколи не створювали» — сказав науковець проекту ESA XMM-Newton Норберт Шартел (Norbert Schartel).
«Це особливо цікаво в контексті наших майбутніх місій. XMM-Newton відкриває шлях для майбутнього покоління рентгенівських обсерваторій, показуючи великі можливості цих потужних космічних апаратів у подальшому пізнанні Всесвіту».
За інф. з сайту www.esa.int підготував Іван Крячко
