Використовуючи великий міліметровий/субміліметровий масив Atacama (ALMA), астрономи помітили ознаки «гарячої точки», що обертається навколо Стрільця A*, чорної діри в центрі нашої галактики. Знахідка допомагає нам краще зрозуміти загадкове та динамічне середовище нашої надмасивної чорної діри.
«Ми думаємо, що ми спостерігаємо за гарячою бульбашкою газу, що кружляє навколо Стрілець A* на орбіті, схожій за розміром на орбіту планети Меркурій, але здійснюючи повний цикл приблизно за 70 хвилин. Для цього потрібна неймовірна швидкість приблизно 30% від швидкості світла!» — говорить Мацієк Вілгус з Інституту радіоастрономії Макса Планка в Бонні, Німеччина, який керував дослідженням, опублікованим сьогодні в Astronomy & Astrophysics.
Спостереження проводилися за допомогою ALMA в чилійських Андах — радіотелескопа, співвласником якого є Європейська південна обсерваторія (ESO) — під час кампанії співпраці Event Horizon Telescope (EHT) із зображення чорних дір. У квітні 2017 року EHT об'єднав вісім існуючих радіотелескопів у всьому світі, в тому числі ALMA, в результаті чого нещодавно опублікував перше в історії зображення Стрільця A*. Щоб відкалібрувати дані EHT, Вілгус та його колеги, які є членами колаборації EHT, використали дані ALMA, записані одночасно із спостереженнями EHT за Стрільцем А. На подив команди, було більше підказок про природу чорної діри, прихованої в вимірювання лише ALMA.
Випадково деякі спостереження були зроблені незабаром після спалаху або спалаху Рентген енергія випромінювалася з центру нашої галактики, яку помітив космічний телескоп Чандра NASA. Вважається, що такі спалахи, які раніше спостерігалися за допомогою рентгенівських та інфрачервоних телескопів, пов’язані з так званими «гарячими точками», бульбашками гарячого газу, які обертаються дуже швидко та близько до Чорна діра.
«Дійсно новим і цікавим є те, що такі спалахи досі були чітко присутні лише в рентгенівських та інфрачервоних спостереженнях Стрільця A*. Тут ми вперше бачимо дуже вагоме свідчення того, що орбітальні гарячі точки також присутні в радіоспостереженнях», каже Вілгус, який також пов’язаний з Астрономічним центром Миколи Коперника, Польща та Ініціативою Чорної Діри на Гарвардський університет, США.
«Можливо, ці гарячі точки, виявлені в інфрачервоному випромінюванні, є проявом того самого фізичного явища: коли гарячі точки, що випромінюють інфрачервоне випромінювання, охолоджуються, вони стають видимими на більших довжинах хвиль, як ті, що спостерігаються ALMA та EHT», додає Джессі Вос, докторант університету Радбауд, Нідерланди, який також брав участь у цьому дослідженні.
Довгий час вважалося, що спалахи походять від магнітної взаємодії в дуже гарячому газі, що обертається дуже близько до Стрільця A*, і нові відкриття підтверджують цю ідею. «Тепер ми знаходимо вагомі докази магнітного походження цих спалахів, і наші спостереження дають нам підказку про геометрію процесу. Нові дані надзвичайно корисні для побудови теоретичної інтерпретації цих подій». каже співавтор Моніка Мосцібродзька з Університету Радбауд.
ALMA дозволяє астрономам вивчати поляризоване радіовипромінювання від Стрільця А, за допомогою якого можна розкрити магнітне поле чорної діри. Команда використала ці спостереження разом із теоретичними моделями, щоб дізнатися більше про формування гарячої точки та навколишнє середовище, у якому вона знаходиться, включно з магнітним полем навколо Стрільця A. Їх дослідження надає сильніші обмеження на форму цього магнітне поле ніж попередні спостереження, допомагаючи астрономам розкрити природу нашої чорної діри та її оточення.
Спостереження підтверджують деякі з них попередні відкриття, зроблені інструментом GRAVITY на Дуже Великому Телескопі ESO (VLT), який спостерігає в інфрачервоному діапазоні. Дані GRAVITY та ALMA свідчать про те, що спалах походить із згустку газу, який обертається навколо чорної діри зі швидкістю приблизно 30% швидкості світла за годинниковою стрілкою в небі, при цьому орбіта гарячої точки розташована майже обличчям до неї. .
«У майбутньому ми зможемо відстежувати гарячі точки на різних частотах, використовуючи скоординовані багатохвильові спостереження як за допомогою GRAVITY, так і ALMA — успіх такої спроби стане справжньою віхою для нашого розуміння фізика спалахів у центрі Галактики», каже Іван Марті-Відаль з Університету Валенсії в Іспанії, співавтор дослідження.
Команда також сподівається, що зможе безпосередньо спостерігати за орбітальними згустками газу за допомогою EHT, щоб наблизитися до чорної діри та дізнатися більше про неї. «Сподіваюся, одного дня нам буде комфортно говорити, що ми «знаємо», що відбувається в Стрільці A*», — підсумовує Вілгус.
Довідник з журналу
- M. Wielgus, M. Moscibrodzka, J. Vos, Z. Gelles, I. Martí-Vidal, J. Farah, N. Marchili, C. Goddi та H. Messias. Орбітальний рух поблизу Стрільця A* – обмеження поляриметричних спостережень ALMA. Astronomy & Astrophysics. DOI: 10.1051 / 0004-6361 / 202244493
