Откуда появились загадочные «нити» в центре Млечного Пути?

В центре нашей Галактики скрываются удивительные структуры из газа и пыли. Они напоминают «нити», которые тянутся горизонтально или вертикально относительно плоскости Млечного Пути. Их источник — Стрелец А, сверхмассивная черная дыра в сердце Галактики.




Учёные полагают, что эти «нити» — следы взаимодействия объектов в центре Млечного Пути с выбросами Стрельца А. Эти выбросы происходили несколько миллионов лет назад и могли повлиять на формирование звёзд и планет в окрестностях черной дыры. Изучая такие «нити», астрофизики надеются получить больше информации о вращении Стрельца А и ориентации его аккреционного диска — области, где материя собирается перед поглощением черной дырой.

Аккреционный диск — структура, возникающая в результате падения диффузного материала, обладающего вращательным моментом, на массивное центральное тело (аккреция). Аккреционные диски возникают вокруг звёзд в тесных двойных системах, во вращающихся галактиках и в протопланетных образованиях. Они также играют ключевую роль в механизме гамма-всплесков, сопровождающих слияние нейтронных звёзд и коллапс ядер сверхновых и гиперновых звёзд.

Сжатие вещества, а также выделение тепла в результате трения дифференциально вращающихся слоёв, приводит к разогреву аккреционного диска. Аккреционные диски протозвёзд, молодых звёзд излучают в инфракрасном диапазоне; тепловое излучение дисков, образовавшихся вокруг нейтронных звёзд и чёрных дыр, приходится на рентгеновский диапазон.

«Нити» в центре Млечного Пути не одинаковы по возрасту и размеру. Горизонтальные «спицы» появились относительно недавно — не более 6 миллионов лет назад. Их длина составляет 5-10 световых лет. Вертикальные «нити» старше — им от десятков до сотен миллионов лет. Они также больше по высоте — до 150 световых лет.

Данные были получены с помощью телескопа «Альма» (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array) — международного проекта, в котором участвуют Европейская южная обсерватория (ESO), США, Канада, Япония и другие страны. «Альма» состоит из 66 радиоантенн, расположенных на высоте 5000 метров над уровнем моря в пустыне Атакама в Чили. Этот телескоп позволяет изучать космические объекты в миллиметровом и субмиллиметровом диапазонах электромагнитного излучения.

Ещё несколько интересных фактов о Стрельце А и его окрестностях:

— Стрелец А — не только название сверхмассивной черной дыры, но и название радиоисточника, который обнаружили астрономы в 1931 году. Этот радиоисточник находится в точности по направлению к центру Млечного Пути и является одним из самых ярких в нашей Галактике.
— Вокруг Стрельца А расположены звёзды, которые образуют так называемый S-кластер. Это группа из примерно 30 звёзд, которые имеют очень высокие скорости и приближаются к черной дыре на расстояние менее 0,01 парсека (3 световых года). Одна из этих звёзд, S2, имеет орбитальный период около 16 лет и достигает скорости около 3% скорости света в перигелии (ближайшей точке к черной дыре).
— В 2019 году астрономы обнаружили, что Стрелец А испускает не только радиоволны, но и инфракрасное излучение. Это было зафиксировано во время одного из самых ярких всплесков черной дыры, который произошел в мае того же года. Причина этого явления пока неизвестна, но одна из гипотез связывает его с активностью аккреционного диска или столкновением астероидов вблизи черной дыры.
— Стрелец А не является единственной черной дырой в центре Млечного Пути. В 2018 году астрономы обнаружили ещё 12 черных дыр, которые образуют так называемый «гало» вокруг Стрельца А. Они имеют массу от 5 до 30 солнечных масс и находятся на расстоянии от 3 до 15 световых лет от центра Галактики. По оценкам учёных, таких черных дыр может быть до 10 000.