Вчені дослідили гігантські «бульбашки eROSITA»

У 2020 році німецький телескоп рентгенівського спектра eROSITA відкрив поблизу центру Чумацького Шляху дві величезні бульбашки. Нові дослідження, здійснені з його допомогою, показали, що насправді являє собою ця гігантська структура.

Бульбашки eROSITA
Бульбашки eROSITA. Джерело: phys.org

Нові структури в Чумацькому Шляху

У 2020 році астрономи виявили велику структуру у формі пісочного годинника в центрі нашої галактики Чумацький Шлях або поблизу нього. Було запропоновано кілька різних гіпотез для пояснення їхньої точної природи, які отримали назву «бульбашки eROSITA». Тепер дослідницька група вчених з Китаю та Європи створила карту цього регіону неба з високою роздільною здатністю та знайшла докази того, що насправді ці таємничі сфери є частинами однієї структури.

Бульбашки eROSITA — це двовимірні структури, вперше виявлені рентгенівським телескопом eROSITA, який знаходиться на борту російсько-німецької космічної обсерваторії високоенергетичної астрофізики «Спектр-РГ», відправленої на орбіту у 2019 році. За формою вони були дуже схожі на виявлені десятиліттям раніше «бульбашки Фермі», які випирають з центру галактики.

Особливості бульбашок eROSITA

Тоді як дві бульбашки Фермі спостерігалися в гамма- та рентгенівському спектрі, бульбашки eROSITA розглядалися як м’яке рентгенівське випромінювання — високоенергетичні фотони, але з меншою енергією, ніж рентгенівські промені, що використовуються для отримання зображення кісток, і набагато менш енергійні, ніж гамма-випромінювання.

Бульбашки eROSITA, загалом, більші та енергійніші, ніж бульбашки Фермі, з квазікруглими пелюстками над і під площиною Чумацького Шляху, і двома помітними об’єктами в північній бульбашці: північним полярним відрогом (NPS) і Хмарою пелюсток Лотоса (LPC). На двовимірній рентгенівській карті вони виглядають як два окремі об’єкти, і могли б бути двома різними тривимірними структурами, які випадково утворили двовимірну бульбашку.

Існує дві суперечливі гіпотези для пояснення бульбашок eROSITA. Це або пара гігантських бульбашок розміром 33 000 світлових років, що роздуваються центром Галактики, або структура розміром 330 світлових років в області Сонця, яка випадково розташована в напрямку центру Галактики. Тривимірна структура бульбашок eROSITA невідома, тому насправді вони можуть бути лише двовимірною тінню невідомого об’єкта.

Розміри та форма досліджуваної структури

Хоча астрономи не змогли визначити відстань до рентгенівського випромінювання бульбашки eROSITA, вони виміряли відстань до пилових хмар, які є частиною Чумацького Шляху. Попереднє дослідження виявило три ізольовані пилові хмари на відстані від 1640 до 2600 світлових років, форма яких ідеально відповідає рентгенівським тіням на бульбашках eROSITA, а це означає, що бульбашки знаходяться на ще більшій відстані. Ударний фронт, що випромінює поляризовані радіохвилі, з’єднує Північний полярний відріг і Хмару пелюсток Лотоса.

Ця робота також виявила, що зовнішню межу північної бульбашки eROSITA можна легко пояснити як викривлену тривимірну структуру, що тягнеться від центру Галактики. Вчені дійшли висновку, що масштаб бульбашок eROSITA становить близько 33 000 світлових років.

Щоб розв’язати це питання перспективи, команда астрономів уникала аналізу основної маси бульбашок eROSITA. Вони зосередилися на проблемі того, чи є вони гігантською структурою далеко від нас, чи меншою, але ближчою.

За формою тривимірних пилових хмар можна було зробити висновок, що вони перебувають на відстані щонайменше 3300 світлових років. Дуги радіовипромінювання були виявлені в темній області між цими двома об’єктами («темна» означає відсутність рентгенівського випромінювання) і були віднесені до ударної хвилі фронту бульбашки. Це дало змогу точно окреслити зовнішню межу бульбашки.

За матеріалами phys.org