«Спектр-РГ» связал пузыри Ферми с активностью центральной черной дыры Млечного Пути

Композитное изображение пузырей Ферми, созданное на основе рентгеновских данных телескопа eROSITA (сине-зеленый цвет) и данных, полученных в гамма-диапазоне телескопом Fermi (красный цвет).

P. Predehl, R. A. Sunyaev et al. / Nature, 2020

Гигантские структуры в Млечном Пути, названные пузырями Ферми, скорее всего, образовались из-за активности сверхмассивной черной дыры в центре нашей галактики в прошлом. К такому выводу пришли астрономы благодаря данным, полученным рентгеновским телескопом eROSITA, который установлен на борту российско-немецкой космической обсерватории «Спектр-РГ». Статья опубликована в журнале Nature.

Пузыри Ферми обнаружены в 2010 году в гамма-диапазоне космическим телескопом Fermi. Эти структуры располагаются перпендикулярно плоскости нашей галактики, их общая длина составляет около 50 тысяч световых лет, что равносильно половине диаметра Млечного Пути. От пузырей регистрируется рентгеновское и гамма-излучение, наблюдались они и в микроволновом диапазоне. Природа этих структур до сих пор неясна, ученые считают, что они могут быть интерпретированы как проявление активности сверхмассивной черной дыры в центре Млечного Пути в прошлом или же возникли в результате вспышки звездообразования в нашей галактике. В любом случае энергия, необходимая для их образования, должна была быть огромной — около 1055 эрг. 

Ученые из России, Германии и Италии во главе с Рашидом Сюняевым (R. A. Sunyaev) из Института космических исследований Российской академии наук и Питером Пределем (Peter Predehl) из Института внеземной физики Общества Макса Планка опубликовали результаты анализа наблюдений за пузырями Ферми рентгеновским телескопом eROSITA, установленным на борту космической обсерватории «Спектр-РГ». Целью работы была оценка свойств этих гигантских структур и определение их происхождения.

Оказалось, что в первом приближении наблюдаемая форма пузырей в рентгеновском диапазоне близка к сферической, а граница пузырей четко очерчена и не совпадает с границами, наблюдавшимися телескопом Fermi в гамма-диапазоне, что интерпретируется как бесстолкновительная ударная волна. Ученые пришли к выводу, что структуры, наблюдавшиеся телескопами, связаны с одним и тем же (постепенным или мгновенным) высвобождением энергии в центральной области Млечного Пути. В этом случае пузыри, наблюдавшиеся Fermi, очерчивают границу нагретую ударной волной межзвездной среды, а пузыри, которые увидела eROSITA — ударную волну, которая распространяется в гало галактики. Кроме того, выяснилось, что крупномасштабная протяженная структура Млечного Пути, известная как Северный Полярный Шпур, также связана с пузырями Ферми и не является близким остатком сверхновой.

Ученые пришли к выводу, что сценарий, в котором пузыри, обнаруженные eROSITA, образовались за 1-2 миллиона лет в результате активной аккреции вещества на сверхмассивную черную дыру в центре Млечного Пути, согласуется с длительным процессом остывания горячей плазмы в гало галактики и более вероятен, чем сценарий, в котором пузыри образовались в результате вспышки звездообразования. В пользу первой гипотезы говорят и данные наблюдений за активными ядрами других галактик. Таким образом, астрономы получили прямое наблюдательное подтверждение того, что центральная черная дыра Млечного Пути способна спорадически значительно влиять на его рост, структуру и химический состав окологалактической среды.

«Спектр-РГ» работает в космосе с октября 2019 года и оснащена двумя рентгеновскими телескопами (российский ART-ХС и немецкий eROSITA), которые установлены на российской платформе «Навигатор». Ожидается, что за 6,5 лет наблюдений обсерватория проведет глубокий обзор всей небесной сферы в мягком и жестком диапазонах рентгеновского излучения, подробнее об этом мы рассказывали в материале «Мы проведем тотальную перепись».

Александр Войтюк

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl+Enter.