Астрономы обнаружили горячий пузырь плазмы, вращающийся вокруг массивной черной дыры

Сверхмассивная черная дыра, скрывающаяся в центре Млечного Пути, подвержена мощным вспышкам и новые данные показывают, что вокруг нее вращается "странный шар", который летит в космосе со скоростью, равной 30 процентам скорости света.

Благодаря новаторскому телескопу Event Horizon Telescope (EHT), астрономы могут более подробно рассмотреть черную дыру, масса которой равна 4 миллионам масс Солнца и находится она в центре нашей галактики. Сверхмассивную черную дыру астрономы назвали Стрелец A* (Sagittarius A*). Последний взгляд на эту важную научную цель был опубликован в четверг, в журнале Astronomy & Astrophysics, где говорится про стремительно летящий "горячий пузырь плазмы", а также новую информацию о таинственных вспышках, которые появляются вокруг черной дыры. Эти явления помогают ученым узнать больше о том, что происходит вокруг черной дыры.

Астрономы предполагают, что радиус орбиты "горячего пузыря" аналогичен радиусу орбиты Меркурия вокруг Солнца. Чтобы оценить скорость этого космического объекта, представьте себе, что Меркурий совершает один оборот вокруг Солнца за впечатляющие 70 минут вместо своего обычного 3-месячного путешествия.

Мацек Вилгус, астрофизик из Института радиоастрономии им. Макса Планка в Германии, руководивший этой работой, сообщил, что полученные результаты указывают на то, что сначала происходит вспышка и благодаря этому мощному высвобождению энергии магнитного поля в плазму, образуются горячие точки или пузыри. Плазма — это самая распространенная форма обычной материи во Вселенной.

Солнечные вспышки, подобные тем, которые появляются сейчас всё чаще, когда Солнце пробудилось в наиболее активную фазу своего 11-летнего цикла, напоминают взрывы, которые производит сверхмассивная черная дыра. «Процесс с помощью которого, как мы полагаем, происходит вспышка [черной дыры], - это магнитное пересоединение», - говорит Вилгус. «И по сути, они похожи на вспышки на поверхности Солнца».

«Однако существует большая разница в геометрии, свойствах плазмы и общей мощности», — добавляет он. Тем не менее, факт того, что Стрелец A* намного превосходит Солнце, не означает, что он титан среди своих "сверстников". Хотя Стрелец A* имеет массу около 4 миллионов Солнц, он излучает с мощностью около 100 Солнц, что на самом деле не впечатляет для сверхмассивной черной дыры!

Тот факт, что Стрелец A* слабоват по стандартам черных дыр, для всех нас является хорошей новостью. Ведь черная дыра находится на расстоянии 27 000 световых лет, но по меркам Вселенной это в двух шагах от нас. Если бы Стрелец A* был более активным, то нам бы грозили невероятные вспышки плазмы.

Тем не менее, эта кроткая сверхмассивная черная дыра способна к изменчивой активности. И новое исследование помогает прояснить, почему возникают эти вспышки и как появился шар плазмы.

Почему это важно? Соавтор научной статьи Моника Моськибродска из Университета Радбауд в Нидерландах сделала заявление в Европейской южной обсерватории (ESO), что теперь у них есть «убедительные доказательства» того, что эти вспышки возникают из-за магнитных взаимодействий, когда очень горячий газ вращается вокруг Стрельца A*.

Объяснение этих вспышек и горячих точек заключается в том, что когда линия магнитного поля от черной дыры снова соединяется (как это происходит на поверхности Солнца), вспышка очень быстро высвобождает много энергии. Энергия врезается в часть газа вокруг черной дыры, нагревает её и образует то, что Вилгус описывает как «пузырь плазмы с низкой плотностью и очень высокой температурой».

Широкоугольный вид центра Млечного Пути в видимом свете.

Пузырь плазмы — это захватывающее открытие, основанное на недавно полученных данных.

Новое исследование основано на наблюдениях Большой миллиметровой матрицы Атакамы (ALMA), название которой происходит от чилийской пустыни, где она была построена. Вилгус сообщил, что ALMA наблюдает за Стрельцом A* с 2017 года. Но только в последние годы у астрономов появилась возможность, изучать так детально сверхмассивную черную дыру.

Что дальше? Новое открытие очень важно для научного мира, потому что астрономы теперь лучше понимают "поведение" черной дыры. С новым взглядом на «вспыхивающий Стрелец A*» появляется возможность конкретизировать нестабильную сверхмассивную черную дыру.

Рентгеновские данные космической обсерватории НАСА "Чандра" и инфракрасные данные гравитационного прибора с интерферометром Very Large Telescope (VLTI) в Чили ранее фиксировали вспышки. Но теперь, когда доступны новые радионаблюдения, полученные в результате недавнего исследования, это открывает новый уровень, который ученые могут исследовать.

Будем надеяться, что все это позволит получить четкое представление о сердце Млечного Пути, которое ранее было невозможно изучить.