Астрономы довольно длительное время искали убедительные доказательства того, что Стрелец A* — супермассивная черная дыра в центре галактики Млечный Путь, испускает джеты (струи) частиц высокой энергии. Наконец, такие неопровержимые доказательство найдены в ходе исследований, в которых астрономы использовали рентгеновскую орбитальную обсерваторию NASA «Chandra» и радиотелескоп Национального научного фонда Very Large Array (VLA).
Предыдущие исследования, основанные на данных множества космических и наземных телескопов, предполагали наличие джетов, испускаемых чёрной дырой нашей галактики. Однако весьма часто полученные результаты противоречили друг другу, что не позволяло считать их окончательными.
По словам Zhiyuan Li из Nanjing University (Китай), автора статьи, которая появится уже в следующем выпуске журнала Astrophysical Journal, астрономы десятилетиями искали джеты, связанные с черной дырой Млечного Пути, и только в ходе возглавляемых им исследований были получены неопровержимые доказательства их существования.
Струи (джеты) частиц высокой энергии найдены повсюду во Вселенной, где-то в больших масштабах, а где-то в меньших. Они производятся молодыми звёздами и чёрными дырами, которые в тысячу раз более крупные, нежели чёрная дыра Млечного пути. Джеты играют важную роль в транспортировке энергии от центрального объекта, а в галактическом масштабе – в регулировании скорости образования новых звёзд.
Соавтор научной публикации Mark Morris из University of California отмечает, что он и его коллеги очень хотели обнаружить джеты Стрельца А*, поскольку они бы помогли выяснить ось вращения чёрной дыры, что стало бы важным ключом к разгадке истории роста области пространства-времени нашей галактики.
Исследования показывают, что ось вращения Стрельца А* указывает на одно направление – параллельно оси вращения Млечного Пути. Это свидетельствует о том, что газ и пыль мигрировали в Стрелец А* как минимум на протяжении последних 10 млрд. лет. Если бы Млечный путь столкнулся с другой галактикой в далёком прошлом, то их центральные чёрные дыры слились и джет характеризовался бы совершенной иной направленностью.
Астрономы полагают, что джет, сталкиваясь с окружающим черную дыру газом, образует рентгеновские лучи, обнаруженные «Chandra», и радиоизлучение, наблюдаемое в VLA. Два ключевых доказательства наличия джета — это прямая линия рентгеновского излучения газа, которая исходит из Стрельца А*, и фронт ударной волны – подобный звуковому удару – замеченный в радиоданных в том месте, где джет предположительно сталкивается с газом. К тому же энергетическая подпись (спектр) в рентгеновских лучах Стрельца А* похожа на подпись джетов, исходящих из сверхмассивных черных дыр других галактик.
Ученые считают, что джеты образуются, когда некоторый материал после предварительного «падения» в черную дыру, перенаправляется наружу. Поскольку Стрелаец А*, как известно, в последнее время потребляет очень мало материала, то нет ничего удивительного в том, что джет кажется весьма слабым. Джет в противоположном направлении не замечен, возможно из-за газа и пыли, блокирующей линию визирования от Земли, или нехватки материала, для снабжения джета необходимым «топливом».
Область вокруг Стрельца А* очень слаба. Это свидетельствует о том, что черная дыра на протяжении последних нескольких сотен лет была чрезвычайно спокойна. Тем не менее, другое исследование с использованием «Chandra», о котором было объявлено прошлом месяце, свидетельствует о том, что область вокруг черной дыры была по меньшей мере в 1 млн. раз более яркой нежели сегодня.
По словам Frederick K. Baganoff из Massachusetts Institute of Technology, который также принимал участие в исследованиях, учёным известно, что черная дыра в центре Млечного Пути была намного активнее в далёком прошлом за счёт потребления большего количества материала. Он отметил, что когда накапливается такое количество материала, которое черная дыра не в силах сдержать, джет может проявляться все с новой силой.
Астрономы предположили, что гигантские пузыри частиц высокой энергии, простирающиеся из Млечного Пути, которые были обнаружены космическим гамма-телескопом NASA «Fermi» в 2008 году были вызваны джетами от Стрельца А*, которые согласуются с осью вращения галактики. Последние результаты «Chandra» полностью подтверждают эти предположения.
Супермассивная черная дыра в центре Млечного Пути примерно в 4 млн. раз более массивная, чем наше Солнце и находится на расстоянии порядка 26 тысяч световых лет от Земли. В этом исследовании использовались данные, полученные космическим телескопом «Чандра» в период с сентября 1999 года по март 2011 года.
