Открыты следы активного галактического ядра у Млечного Пути

Александр Березин

Наша Галактика всегда казалась спокойным местом, с ядром, не выбрасывающим релятивистских струй и вообще ведущим себя смирно. Новые находки пучков гамма-лучей, которые исходят из центра Галактики и простираются на 27 000 световых лет, свидетельствуют: так было не всегда; сверхмассивная чёрная дыра в центре Млечного Пути раньше раньше проявляла значительно больше активности.

«Эти тусклые струи — ”призрак”, ”посмертное изображение” того, что существовало миллион лет назад, — отмечает Менг Су, астроном из Гарвард-Смитсоновского центра астрофизики, ведущий автор новой работы, опубликованной в Astrophysical Journal. — Они указывают на наличие активного галактического ядра у Млечного Пути в относительно недавнем прошлом».

Два возможных следа релятивистских струй были обнаружены космическим гамма-телескопом «Ферми». Они простираются от ядра нашей Галактики на 27 000 световых лет над и под плоскостью Млечного Пути. Это первые следовые пучки такого рода, когда-либо найденные астрономами.

Находка может продвинуть решение проблемы загадочных «пузырей» гамма-излучения, обнаруженных тем же телескопом в 2010 году. Эти пузыри также удаляются до 27 000 световых лет от центра Галактики над и под галактической плоскостью, однако они строго перпендикулярны относительно неё, в то время как вновь обнаруженные следы струй наклонены под углом 15˚. Этот наклон может, по словам исследователей, отражать наклон аккреционного диска вокруг огромной сверхмассивной ЧД в центре Млечного Пути.

Космический гамма-телескоп «Ферми» создавался специально для выявления источников гамма-излучения, в том числе из активных ядер иных галактик. Как оказалось, не только иных. (Иллюстрация НАСА.)

«Центральный аккреционный диск под влиянием вращения ЧД может вращаться по мере того, как составляющая его материя падает по спирали в эту ЧД, — поясняет профессор Дуглас Финкбейнер, соавтор работы. — При этом магнитное поле диска ускоряет материал, из которого состоят струи, и выбрасывает их вдоль оси вращения ЧД, которая может и не совпадать с плоскостью Млечного Пути».

Струи, по мнению учёного, являются результатом выброса плазмы из ядра Галактики, в то время как «пузыри» — это творение «ветра» горячей материи (а не плазмы), выбрасываемой за пределы аккреционного диска ЧД по мере её вращения. В итоге они гораздо шире струй, форма которых диктовалась мощным магнитным полем, не дававшим их плазме разлетаться слишком широко.

И гамма-струи, и гамма-пузыри стали результатом обратного эффекта Комптона — увеличения частоты излучения, претерпевающего рассеяние на релятивистских (движущихся с околосветовыми скоростями) электронах, энергия которых выше, чем у фотонов радио- и инфракрасного излучения. При этом происходит передача энергии от электрона фотону, и последний становится частью гамма-излучения.

Области следового гамма-излучения, перпендикулярного плоскости Галактики, были открыты ещё в 2010 году, но следы наклонных струйных выбросов из ядра Млечного Пути зарегистрированы впервые. (Иллюстрация David A. Aguilar / CfA.)

К сожалению, напрямую вывести дату выбросов последних релятивистских струй из обнаруженных гамма-следов невозможно; ясно лишь, что это не могло случиться ранее чем 27 тыс. лет назад. Впрочем, время возникновения этих гамма-струй может быть и бóльшим, ведь нам неизвестна точная скорость релятивистских электронов, вызвавших обратный эффект Комптона в фотонах, из которых состоят гамма-струи.

По мнению исследователей, такого рода релятивистские струи могли быть результатом почти одномоментного попадания в сверхмассивную ЧД в галактическом ядре огромного количества материи, взаимодействие которой в аккреционном диске привело к мощнейшему выбросу материи, движущейся с околосветовыми скоростями вовне. Повторение такого выброса возможно только тогда, когда облако межзвёздного газа массой не менее 10 000 солнечных упадёт в ЧД за относительно короткое время.

Вернуться назад