Нечто возле черной дыры Млечного Пути каждые 76 минут посылает мощные сигналы на Землю

Нечто рядом со сверхмассивной черной дырой в центре Млечного Пути регулярно испускает в сторону Земли выбросы высокоэнергетических гамма-лучей, и ученые пытаются выяснить, что это такое.

В новом исследовании астрофизики из Национального автономного университета Мексики пришли к выводу, что всплески радиации исходят от сгустка газа, вращающегося вокруг черной дыры со скоростью почти в треть скорость света. Результаты команды могут раскрыть тайну центральной черной дыры Млечного Пути, официально названной Стрелец А* (Sgr A*) и расположенной примерно в 26 700 световых годах от Земли.

Импульсы гамма-излучения возле Sgr A* были впервые обнаружены в 2021 году. Однако команда, проводившая наблюдения, знала, что излучение не могло исходить изнутри самой сверхмассивной черной дыры. Это связано с тем, что все черные дыры ограничены областью, называемой горизонтом событий, который знаменует собой точку, за которой ничто,   даже свет , не имеет скорости, необходимой для того, чтобы избежать огромной гравитации черной дыры. Это означает, что черные дыры сами по себе не производят излучения, поэтому гамма-лучи должны исходить из окружающей среды Стрельца А*.


Изображение Стрельца А*, черной дыры в центре Млечного Пути, полученное телескопом Event Horizon Telescope
Фото: EHT Collaboration

Известно, что другие сверхмассивные черные дыры могут производить мощное излучение, когда их гравитационное влияние создает турбулентные условия в окружающем газе и пыли и образует структуру, называемую аккреционным диском. Поскольку черные дыры питаются этим веществом, аккреционный диск излучает свет, охватывающий весь электромагнитный спектр : от низкоэнергетических радиоволн до высокоэнергетических гамма-лучей.


Фото: JPL-Caltech
Вид загадочного рентгеновского излучения, обнаруженного вблизи центральной черной дыры Млечного Пути

Однако это не может объяснить гамма-лучи от Стрельца А*, поскольку черная дыра Млечного Пути окружена очень небольшим количеством вещества и питается так медленно, что это все равно что человек на диете питался одним зернышком риса каждый миллион лет.

Используя данные космического гамма-телескопа Ферми, собранные в период с июня по декабрь 2022 года, исследователи стремились выяснить происхождение этих загадочных гамма-лучей. Они изучили общедоступные данные Ферми на предмет закономерностей периодичности гамма-излучения. И обнаружили, что импульсы возникают вблизи Стрельца А* примерно раз в 76,32 минуты. Этот период излучения составляет половину времени между импульсами рентгеновского излучения, также наблюдаемого из окрестностей сверхмассивной черной дыры Млечного Пути, что позволяет предположить, что эти два излучения находятся в гармонии и, вероятно, связаны.

«Совпадение многоволновой периодичности в рентгеновских и гамма-лучах указывает на единый физический механизм, который их производит», – пишут исследователи.

Открытие такого «уникального колебательного физического механизма» привело ученых к выводу, что и гамма-лучи, и рентгеновские лучи испускаются «сгустком» газа, который кружится вокруг Sgr A*. Они полагают, что этот ускоряющийся кусок материи излучает свет в нескольких длинах волн, вращаясь вокруг Стрельца А* и периодически вспыхивая по мере продвижения по орбите.

Это открытие может дать ученым лучшее понимание областей вокруг сверхмассивных черных дыр, особенно менее «хищных» экземпляров – таких как та, что находится в центре нашего Млечного Пути.

via