Ученые застали сверхмассивную черную дыру за невиданным до того занятием

Стрелец А* (Sgr A*), сверхмассивная черная дыра в центре нашей галактики, всегда считалась «очень спокойной». Однако космический телескоп «Джеймс Уэбб» (JWST) поймал ее, что называется, на горячем. Оказалось, что черная дыра время от времени проявляет активность, выбрасывая газы или создавая вспышки света. Сейчас астрономы пытаются найти логичные объяснения данному феномену.

Небывалая вспышка

Итак, согласно данным JWST, 6 апреля 2024 года Стрелец А* сделал «двойной выстрел». Сначала черная дыра произвела вспышку в среднем инфракрасном диапазоне, затем последовала вспышка на радиочастотах.

Разумеется, астрономы уже видели, как Стрелец А* делает вспышки, но именно импульс в среднем инфракрасном диапазоне исследователями замечен впервые. И астрофизики не скрывают радости, так как данный диапазон очень важен для изучения черных дыр.



Вообще, чем разнообразнее (в электромагнитном спектре) от космического объекта приходят сигналы, тем ученым легче нарисовать его портрет. К примеру, радиоволны дают информацию об активности в магнитосфере и движении заряженных частиц. Ближний инфракрасный диапазон может показывать нагрев вещества вблизи горизонта событий. Ну, а средний инфракрасный диапазон позволяет наблюдать такие аспекты, как взаимодействие материи с гравитационным полем черной дыры, ее аккреционный диск и возможные выбросы газа.

Кроме того, инфракрасный свет важен еще и тем, что гораздо легче проходит через межзвездную пыль и газ, чем свет видимого спектра. Следовательно, инфракрасный диапазон — отличный инструмент для исследования центра галактик, где очень много пыли и газа. Средний инфракрасный свет дает возможность заглянуть поглубже внутрь активных областей, находящихся возле черной дыры.

Также различные по длине волны могут означать различные стадии одного и того же процесса. Сопоставляя данные из среднего инфракрасного диапазона с данными из других диапазонов, ученые могут синхронизировать временные шкалы и точно установить последовательность событий. Таким образом, можно улучшить общую модель поведения черной дыры.

Что творится в центре нашей галактики?

Однако вернемся к Стрельцу А*. По мнению астрономов из международной команды, вспышка в среднем инфракрасном диапазоне — это одна из недостающих частей головоломки, описывающей поведение черной дыры.


— Джозеф Майкл, астрофизик, Смитсоновская астрофизическая обсерватория (США).

Сверхмассивные черные дыры — одни из самых главных компонентов нашей Вселенной. Это ядра, вокруг которых группируются целые галактики. Ученые подсчитали, что эти «монстры» могут весить в миллионы или миллиарды раз больше нашего Солнца!



При этом поведение у этих гигантов чрезвычайно разнится. Некоторые из них ведут себя словно ненасытные дикие звери, пожирая все вокруг. Другие, напротив, остаются спокойными и тихими, будто спят глубоким сном.

Одна из таких черных дыр, Стрелец А*, живет прямо в сердце нашей галактики Млечный Путь. Ее масса составляет целых 4,3 миллиона Солнц! Но, несмотря на свои огромные размеры, она сейчас ведет себя довольно спокойно. Это дает ученым уникальную возможность изучать ее поведение, ведь обычно такие слабые сигналы теряются среди шума далеких галактик.

Продвинулись в разгадке

Согласно наблюдениям, вокруг этой черной дыры вращается колоссальный водоворот из пыли и газа, в котором иногда случаются яркие вспышки. Ученые пока точно не знают, почему это происходит. Возможно, это аномальное явление связано со столкновением магнитных полей.

Когда встречаются два магнитных поля, они могут переплестись и выпустить огромный энергетический импульс. Тот, в свою очередь, разгоняет электроны так, что они начинают светиться. Происходит вспышка.

До недавнего времени астрономы могли наблюдать эти вспышки только в определенных диапазонах света, но не в среднем инфракрасном. Теперь, благодаря новым технологиям, ученые смогли увидеть одну из таких вспышек в этом диапазоне. Это помогло им лучше понять, что происходит внутри этого безумного водоворота.



Когда телескоп JWST заметил вспышку, продолжавшуюся почти 40 минут, ученые тут же бросились проверять, что показали другие приборы. В рентгеновском и гамма-диапазонах ничего необычного не обнаружилось — видимо, электроны двигались не настолько быстро, чтобы оставить яркий след. Зато субмиллиметровая решетка заметила всплеск радиоволн, который произошел примерно через 10 минут после той первой вспышки в среднем инфракрасном диапазоне.

Исследователи считают: это подтверждает идею о том, что вспышки вызваны движением электронов, разогнанных магнитными силами. Возможно, причина кроется в пересечении магнитных полей или в магнитной турбулентности, а может быть, и в обоих факторах сразу. Но многое остается загадкой, и впереди у ученых еще много работы, чтобы разгадать все тайны этого космического феномена.