Астрономы установили возраст пузырей Ферми и eROSITA в центре Млечного Пути
Астрономы при помощи компьютерного моделирования установили возраст пузырей Ферми и eROSITA — гигантских структур, наблюдаемых в центральной зоне Млечного Пути. Предполагается, что 2,6 миллиона лет назад сверхмассивная черная дыра пережила всплеск активности, длительностью 100 тысяч лет, который породил два джета, инжектировавших в среду Млечного Пути частицы высоких энергий. Статья опубликована в журнале Nature Astronomy.
В 2010 году гамма-телескоп «Ферми» обнаружил новый элемент структуры Млечного Пути, названный пузырями Ферми. Они располагаются перпендикулярно плоскости галактики, излучают в микроволновом, рентгеновском и гамма-диапазонах и обладают огромными размерами — общая длина оценивается почти в половину диаметра Млечного Пути. Предполагается, что они могли возникнуть за счет активности сверхмассивной черной дыры в центре Млечного Пути или из-за вспышки звездообразования. В декабре 2020 года первая версия получила новое подтверждение, когда рентгеновская обсерватория «Спектр-РГ» при помощи телескопа eROSITA открыла еще одни пузыреобразные структуры в центре нашей галактики, морфология которых была удивительно схожа с пузырями Ферми.
Группа астрономов во главе с Карен Янг (Karen Yang) из Национального университета Цинхуа решила разобраться в природе пузырей Ферми и eROSITA при помощи компьютерных трехмерных гидродинамических моделирований энерговыделения в центральной зоне Млечного Пути. Ученые рассматривали две возможные гипотезы происхождения пузырей — модель лептонной струи, которая связана с недавней активностью черной дыры, и модель ускорения протонов космических лучей за счет ударных волн или турбулентности, которая предполагает звездообразование и взрывы сверхновых внутри пузырей.
Ученые пришли к выводу, что пузыри обоих типов и микроволновое излучение из центральной области Млечного Пути могут быть объяснены одним событием активности центральной сверхмассивной черной дыры, что привело к струйному биполярному выбросу, который инжектировал в среду Млечного Пути протоны космических лучей, ответственных за гамма-излучение. Это явление началось 2,6 миллиона лет назад и продолжалось 100 тысяч лет. При этом, из-за большого контраста давления в джетах по отношению к окружающей среде вещество струй расширилось в пару пузырей, подобно радиопузырям, наблюдаемым в скоплениях галактик, таким образом поверхности пузырей eROSITA и Ферми соответствуют передней ударной волне.
Ранее мы рассказывали о том, как астрономы уточнили массу сверхмассивной черной дыры в центре Млечного Пути.
Александр Войтюк
Однако открытие еще предстоит подтвердить
Астрономы обнаружили кандидата во вспышку сверхновой типа Ia с двойной детонацией — им стала сверхновая SN 2022joj, обнаруженная в 2022 году. Предполагается, что детонация внешней тонкой гелиевой оболочки белого карлика повлекла за собой вторичную детонацию ядра. Препринт работы опубликован на сайте arXiv.org. Вспышки сверхновых типа Ia возникают, когда на белом карлике из-за превышения по массе предела Чандрасекара происходит термоядерный взрыв. Такая ситуация может возникнуть, когда белый карлик аккрецирует вещество звезды-компаньона в двойной системе или при слиянии двух белых карликов. В астрономии такие сверхновые играют важную роль, помогая определять расстояния до далеких галактик и выступая как источники большинства элементов группы железа (от титана до цинка), встречающихся во Вселенной. Группа астрономов во главе с Эстефанией Падильей Гонсалес (Estefania Padilla Gonzalez) из Калифорнийского университета в Санта-Барбаре опубликовала результаты анализа данных фотометрических и спектроскопических наблюдений наземных и космических телескопов за необычной сверхновой SN 2022joj типа Ia, которая была обнаружена наземной системой телескопов ZTF 8 мая 2022 года. Галактикой-хозяином сверхновой стала небольшая карликовая галактика, расположенная на расстоянии 105,2 мегапарсек от Солнца. В отличие от других сверхновых типа Ia, SN 2022joj демонстрировала исключительно красный цвет, начиная с одиннадцатого дня вспышки и до момента достижения максимальной яркости, в дальнейшем поток излучения стал смещаться к синему концу спектра. Сравнение кривой блеска и спектров SN 2022joj с различными моделями сверхновых выявило хорошее согласование с моделью двойной детонации. В ней углеродно-кислородный белый карлик с массой до предела Чандрасекара накапливает вблизи своей поверхности гелий в достаточном количестве, чтобы в гелиевой оболочке произошла детонация, порождающая ударную волну, которая, в свою очередь, инициирует детонацию ядра карлика. Такая картина может иметь место для белых карликов, аккрецирующих вещество звезды-компаньона, или для случая слияния углеродно-кислородного белого карлика с маломассивным гелиевым белым карликом. В случае SN 2022joj данные наблюдений вписываются в модель двойной детонации с массой белого карлика околосолнечной массы, обладающего тонкой гелиевой оболочкой с массой 0,01-0,02 массы Солнца. Применимость модели толстой гелиевой оболочки (более 0,05 массы Солнца) оказалась хуже. Раннее покраснение вспышки в этом случае можно объяснить образованием элементов группы железа во внешней оболочке белого карлика. Однако идея о том, что SN 2022joj действительно можно отнести к сверхновой типа Ia с двойной детонацией, нуждается в дополнительном подтверждении новыми моделированиями, так как есть несоответствия. В частности, модели предсказывают яркие эмиссионные линии [Ca II] в спектре, в то время как в спектре SN 2022joj наблюдается сильное излучение [Fe III]. Ранее мы рассказывали о том, как сверхновая 1181 года вписалась в модель слияния двух белых карликов.
