Гигантские «пузыри» радиоэнергии в центре нашей галактики. Как они туда попали?

Внезапно какое-то неизвестное количество материи и электромагнитной энергии, вращающееся вблизи центральной черной дыры нашей галактики, взорвалось. Электроны, движущиеся почти со скоростью света, разрывали соседние облака пыли и газа, заставляя их раздуваться в два огромных, почти одинаковых пузыря невидимой энергии. Они все еще там, каждый из них возвышается примерно на 25000 световых лет (около четверти ширины самого Млечного Пути).

Астрономы обнаружили эти галактические пузыри в 2010 году, глядя на центр галактики с помощью космического гамма-телескопа НАСА «Ферми». Теперь известные как пузырьки Ферми, эти массивные газообразные сгустки появляются только в рентгеновском и гамма-лучах, имеющие древнее и чрезвычайно мощное происхождение. Как и когда произошел этот галактический пузырьковый взрыв, астрономы сказать не могут. Но в исследовании, опубликованном в журнале Nature международная группа исследователей сообщила о некоторых подсказках, найденных при взгляде на противоположный конец электромагнитного спектра, на радиоволны.

Используя массив радиотелескопов под названием MeerKAT, чтобы посмотреть сквозь пыль, затуманивающую пуп нашей галактики, исследователи в Южной Африке обнаружили пару похожих на пузырьки радиоволновых структур, вылетающих из центра галактики прямо рядом с пузырьками Ферми. Хотя эти «радиопузырьки» кажутся намного меньше и гораздо менее энергичными, чем неистовые пузыри Ферми, они возникли в результате аналогичного катастрофического события, связанного с центральной черной дырой нашей галактики. Они даже могут быть частью продолжающегося процесса, который медленно подпитывает инфляцию пузырей Ферми, пишут исследователи.

«Центральная черная дыра Млечного Пути может время от времени становиться активной, вспыхивая, поскольку она периодически пожирает огромные скопления пыли и газа»,- говорится в заявлении соавтора исследования Яна Хейвуда, астрофизика из Оксфордского университета в Соединенном Королевстве. «Вполне возможно, что одно такое безумное кормление вызвало мощные вспышки.»

Хейвуд и его коллеги обнаружили радиопузырьки во время поиска в центре галактики очень специфической полосы коротких волн, которая соответствует типу энергии, называемому синхротронным излучением. Этот процесс происходит, когда электроны, движущиеся со скоростью, близкой к скорости света, сталкиваются с магнитными полями, в результате чего возникает отчетливый радиосигнал. Составляя карту этого сигнала вблизи центра галактики, авторы исследования обнаружили длинный овал радиоэнергии, охватывающий около 1400 световых лет в диаметре, с центральной черной дырой галактики, расположенной в середине.

Основываясь на скорости газа, протекающего вблизи дна радиопузырей, исследователи оценили возраст этих структур примерно в 7 миллионов лет, что согласуется с более молодыми оценками возраста пузырьков Ферми. Тогда вполне возможно, что эти два набора пузырьков образовались в результате одного и того же космического извержения.

«Форма и симметрия [радиопузырей] убедительно свидетельствуют о том, что ошеломляюще мощное событие произошло несколько миллионов лет назад очень близко к центральной черной дыре нашей галактики», — сказал соавтор исследования Уильям Коттон, астроном Национальной радиоастрономической обсерватории США,. «Это извержение, возможно, было вызвано огромным количеством межзвездного газа, падающего на черную дыру, или массивным взрывом звездообразования, который послал ударные волны, прокатившиеся через центр галактики».

Альтернативно, радиопузыри могут быть признаком нового галактического взрыва в процессе становления, пишут исследователи. Учитывая их относительно небольшие размеры и низкую энергию, радиопузыри могут быть результатом небольших энергетических всплесков, которые в течение миллионов лет подпитывают гораздо более крупные взрывы, создавая огромные высокоэнергетические облака, подобные пузырькам Ферми.

Хотя обнаружение этих новых энергетических пузырьков не решит никаких загадок, оно добавляет еще один кусочек к головоломке, которая является серединой Млечного Пути. Кишащее гигантскими пузырями как низкоэнергетического, так и высокоэнергетического излучения, расстройство желудка нашей центральной черной дыры явно еще не прошло.