В нашей галактике найдены колоссальные пузыри рентгеновского излучения, ранее неизвестные науке
С помощью самого чувствительного оборудования астрономы разглядели в ореоле Млечного Пути огромные пузыри излучения неизвестного происхождения
Эти пузыри настолько огромны, что поглощают уже известные пузыри гамма-излучения Ферми. Впрочем, по мнению группы астрофизиков во главе с Питером Пределем из Института внеземной физики Макса Планка в Германии, вполне вероятно, что эти два явления каким-то образом связаны.
Ореол Млечного Пути над и под галактической плоскостью — отличное место для поиска следов явлений, родившихся в центре галактики. По сравнению с диском Млечного Пути, эта область относительно пуста и вещества в ней мало, поэтому можно легко обнаружить в ней любую энергетическую активность — например разного рода толчки и выбросы излучения в межзвездной среде.
Но какое отношение это имеет к загадочным пузырям Ферми? Обнаруженные гамма-телескопом Ферми в 2010 году, эти структуры заполнены горячим газом и магнитными полями, которые испускают гамма-излучение, расширяющееся из центра галактики. Они простираются на девять килопарсеков (29 354 световых года) в каждом направлении, а их общий размер составляет 18 килопарсеков!
Считается, что эти пузыри свидетельствуют о прошлой активности в этом регионе, хотя мы до сих пор не знаем, что именно это была за активность.
Различные предположения включают активность звездообразования, когда в галактике рождается огромное количество звезд, или вспышку в настоящее время неподвижной сверхмассивной черной дыры в центре Млечного Пути, когда та была немного более активной.
Новое открытие может предоставить контекст, который поможет ученым интерпретировать тайну пузырей Ферми.
Данные для нового исследования были получены с помощью рентгеновского телескопа eROSITA на борту космической обсерватории «Спектр-RG». Он был запущен в июле 2019 года и предназначен для проведения самого детального изучения космоса в рентгеновском спектре. И, благодаря своей невероятной чувствительности, он выявил структуры, которые ни один другой инструмент не мог различить достаточно четко.
Эти огромные структуры простираются на 14 килопарсек (45 661 световой год) в обоих направлениях от центра галактики. При таком размере они полностью поглощают пузыри Ферми. Но — хотя мы до сих пор не знаем точную причину появления пузырей — Предель и его команда считают, что они возникли в результате одного и того же события.
Особый интерес в наблюдениях вызвали структуры, полученные с помощью ROSAT, предшественника eROSITA. Хотя более низкое разрешение и чувствительность ROSAT означало, что эти структуры были видны только частично, связи с пузырьками Ферми были установлены уже на данном этапе. Но эти связи стали более ясными только с данными eROSITA.
«Пузыри Ферми и рентгеновское излучение, обнаруженное eROSITA, демонстрируют поразительное морфологическое сходство. Поэтому мы предполагаем, что пузыри Ферми и новые огромные пузыри излучения физически связаны. Мы назвали новые структуры "пузырями eROSITA". Наше открытие подтверждает общее происхождение этих двух объектов», — пишут исследователи в своей статье.
Несмотря на то, что они могут быть связаны между собой, между пузырьками Ферми и пузырьками eROSITA есть некоторые важные различия. Во-первых, пузырьки Ферми имеют эллиптическую форму; пузыри eROSITA кажутся почти сферическими.
Во-вторых, пузыри eROSITA намного больше и по размеру сопоставимы с галактическим диском, говорят исследователи. Они также выделили две четко различимые структуры внутри пузырьков eROSITA. Внешняя граница пузырьков eROSITA ярко светится в рентгеновских лучах, что указывает на то, что газ на границе горячее, чем газ во внутренних областях. Это согласуется с фронтом ударной волны, распространяющимся через галактическое гало в результате некого энергетического события, что и породило эти пузыри.
Другая структура является границей между пузырьками eROSITA и пузырьками Ферми внутри них. Команда интерпретирует это как контактный разрыв — границу, которая отделяет нагретую ударом межзвездную среду за пределами пузырьков Ферми от ударного следа внутри них.
Это сужает границы поисков пресловутого исходного события, поскольку для надувания пузырей eROSITA потребуется значительно больше энергии. Например, их могла надуть активность галактики в период образования звезд, но пузыри находятся в предельной зоне даже для такого колоссального выброса энергии.
С другой стороны, они вполне комфортно расположились в диапазоне излучаемых энергий активного галактического ядра — сверхмассивной черной дыры, которая активно аккрецирует материал, производя колоссальные обратные потоки в виде струй и ветров. Кроме того, активность сверхновых, связанная с образованием звезд, также может производить достаточно энергии.
В любом случае, это знаковое и весьма любопытное открытие. Мы многое узнали о галактике, в которой живем по сей день, но далеко не все страницы ее прошлого открыты ученым – а зная прошлое, можно подготовиться к возможным неприятностям в будущем.