Сверхмассивная черная дыра в центре Млечного Пути устроила самую настоящую «вечеринку», сопровождающуюся световым шоу в стиле диско–шара. Об этом свидетельствуют данные, собранные телескопом James Webb (JWST).
Удивительная активность черной дыры
В центре нашей галактики скрывается сверхмассивный объект, известный под названием Стрелец А*. Это черная дыра, чья масса в четыре миллиона раз превышает солнечную. Она окружена аккреционным диском, состоящим из разогретого до очень больших температур вещества, которое является мощным источником излучения.
Команда исследователей из Северо-Западного университета в Иллинойсе решила задействовать телескоп JWST для изучения активности Стрельца А*. Выбор объясняется тем, что JWST может фиксировать инфракрасные волны, которые в отличие от видимого света проходят через заполоняющие центр Млечного Пути пылевые облака.
Результаты наблюдений удивили ученых. Они ожидали увидеть вспышки, но Стрелец А* оказался куда более активным, чем предполагалось. Его аккреционный диск производит постоянный поток вспышек без периодов покоя. Активность черной дыры проявляется в широком диапазоне времени — от коротких перерывов до длительных отрезков. Некоторые вспышки представляют собой слабые мерцания, длящиеся считанные секунды, другие — ослепительно яркие извержения, которые происходят ежедневно. Есть и еще более слабые изменения, которые происходят в течение нескольких месяцев. В среднем, акреционный диск генерирует по пять–шесть больших вспышек в день и несколько небольших субвспышек или всплесков между ними. Астрономам пока не удалось найти закономерности в этой активности. Она кажется случайной.
Два разных процесса внутри Стрельца А*
Хотя ученые еще не до конца понимают суть происходящих процессов, они пролагают, что за короткие и более продолжительные вспышки отвечают два отдельных процесса. Небольшие возмущения в аккреционном диске, скорее всего, вызывают слабые мерцания. В частности, турбулентные колебания внутри диска могут сжимать плазму и вызывать временные всплески излучения. Эти события чем-то похожи на солнечные вспышки.
Большие же вспышки возникают в результате магнитного пересоединения — процесса, когда два магнитных поля сталкиваются, высвобождая энергию в виде ускоренных частиц. Двигаясь со скоростью, близкой к скорости света, эти частицы испускают яркие всплески излучения. В свою очередь, такие события чем-то похожи на искру статического электричества.
Временная задержка
Поскольку установленная на JWST камера NIRCam способна одновременно наблюдать в двух разных диапазонах волн (2,1 и 4,8 мкм в данном случае), ученые смогли сравнить, как менялась яркость вспышек в зависимости от длины волны. И исследователей снова ждал сюрприз. Они обнаружили, что события, наблюдаемые на более короткой длине волны, меняют яркость немного раньше, чем события на большей длине волны. Временная задержка составляла от нескольких секунд до 40 секунд.
Это событие дало больше подсказок о физических процессах, происходящих вокруг черной дыры. Одно из объяснений заключается в том, что частицы теряют энергию в течение вспышки, причем на коротких длинах волн она теряется быстрее, чем на длинных. Такие изменения ожидаемы для частиц, вращающихся вокруг линий магнитного поля.
Полученные результаты могут помочь физикам лучше понять фундаментальную природу черных дыр, то, как они получают питание, а также динамику и эволюцию нашей собственной галактики. Они надеются, что им вновь удастся задействовать JWST для наблюдения за Стрельцом А* в течение более длительного периода времени, что поможет уменьшить шум и позволит увидеть еще более мелкие детали.
Ранее мы рассказывали об открытом астрономами загадочном объекте, который сопротивляется поглощению черной дырой.
По материалам NASA
