Исследователи, используя рентгеновскую обсерваторию NASA «Chandra», обнаружили доказательства того, что обычно чрезвычайно тусклая область вблизи сверхмассивной черной дыры, находящейся в центре нашей галактики Млечный Путь, впихивала по меньшей мере два раза за последние несколько сотен лет.
Это открытие было сделано в рамках нового исследования стремительных изменений рентгеновского излучения в газовых облаках, окружающих сверхмассивную черную дыру, больше известную как Стрелец A* («Sagittarius A*», «Sgr A*»). Учёные предполагают, что самое вероятное объяснение этих изменений в том, что они вызваны феноменом, называемым световым эхом.
Световое эхо возникает при внезапной вспышке излучения. Эхо от Стрелец A*, вероятнее всего возникло, когда большие скопления материала, возможно от разрушенной планеты или звезды, «упали» в черную дыру. Некоторые из рентгеновских лучей отразились от газовых облаков примерно в 30-100 световых годах от черной дыры, подобно звуковому эху. Свет, «отскакивая» от объектов вне источника излучения прибывает к наблюдателя спустя некоторое время после возникновения первоначальной вспышки.
Световое эхо от Sgr A* и ранее фиксировалось и в рентгеновских лучах «Chandra» и другими обсерватория. Однако впервые астрономам удалось найти доказательства двух различных вспышек в пределах одного набора данных.
Благодаря такому феномену, как световое эхо, астрономы имеют возможность выяснить, что происходило с такими астрономическими объектами, как Sgr A * задолго до того, как их впервые было обнаружено. Рентгеновское эхо предполагает, что область космического пространства вблизи Sgr A* была, по крайне мере в миллион раз более яркой в течении последних нескольких сотен лет. Рентгеновские лучи от вспышек (рассматриваемые во временном интервале с Земли) выбрали для себя не прямой путь –они отразились от газовых облаков и достигали «Chandra» только через несколько лет.
Новая анимация показывает изображения рентгеновской обсерватории «Чандра», которые были составлены из данных, полученных в период 1999-2011, где местоположение Sgr A * отмечено «+». На анимации отчетливо видно «поведение» светового эха. Создается впечатление, что рентгеновское излучение как бы «отдаляется» от черной дыры в некоторых регионах. В других областях космического пространства излучение становится то темнее, то ярче, в зависимости от того происходит отражение или поглощение материала.
Световое эхо вблизи Sgr A *
Рентгеновская эмиссия, показанная на анимации, вызвана процессом флюоресценции. Атомы железа, которыми пронизаны рентгеновские лучи, «выбивают» электроны вблизи ядра, которые в последующем заполняют «провалы», вызванные излучением рентгеновских лучей в данном процессе. В этом регионе существуют и другие типы рентгеновского излучения, но они не показаны в анимации, объясняя тёмные области.
Это первый случай, когда астрономы увидели, как происходит увеличение и уменьшение рентгеновского излучения в одних и тех же структурах. Поскольку изменения в рентгеновских лучах длятся всего два года в одном регионе, это новое исследование указывает на то, что по меньшей мере 2 обособленные вспышки ответственны за световое эхо, наблюдаемое от Sgr A*.
Выделяют несколько возможных причин вспышек: непродолжительный джет, вызванный частичным разрушением звезды или планеты возле Sgr A *; обломками от столкновений двух близлежащих звезд; увеличение потребления материала Sgr A*, обусловленное скоплением газа, выброшенного массивными звездами. Дальнейшие исследования позволят определиться с одним вариантом.
Учёные также рассмотрели возможность того, что магнетар – нейтронная звезда с очень сильным магнитным полем – недавно обнаруженный вблизи Sgr A*, также может быть причастен к этим изменениям. Тем не менее для этого бы потребовался взрыв, который намного ярче, чем самые яркие вспышки магнетара, которые удавалось заснять астрономам.
Статья, описывающая результаты и ход этих исследований был опубликована в октябрьском выпуске журнала «Astronomy и Astrophysics». Автором научной публикации является Maïca Clavel из AstroParticule et Cosmologie (APC). Соавторы: Regis Terrier и Andrea Goldwurm из APC; Mark Morris из Калифорнийского университета; Gabriele Ponti из Института внеземной физики им. Макса Планка; Simona Soldi из APC and Guillaume Trap из from Palais de la découverte – Universcience.
