Астрономы обнаружили признаки, так называемой, горячей точки на орбите Стрельца A* — черной дыры в центре нашей галактики — используя Большой миллиметровый/субмиллиметровый массив Atacama (ALMA). Открытие помогает нам лучше понять загадочную и динамичную среду нашей сверхмассивной черной дыры.
Ученые считают, что им удалось зафиксировать горячий газовый пузырь, проносящийся вокруг Стрельца А* на орбите, по размеру схожей с орбитой планеты Меркурий, но совершающей полный оборот всего за 70 минут. Для этого требуется умопомрачительная скорость около 30% от скорости света! Подробности о исследовании были изложены в журнале Astronomy & Astrophysics.
Наблюдения были сделаны с помощью ALMA в чилийских Андах во время кампании Event Horizon Telescope (EHT) по анализу черных дыр. ALMA — это радиотелескоп, находящийся в совместном владении Европейской южной обсерватории (ESO). В апреле 2017 года EHT соединил восемь существующих радиотелескопов по всему миру, включая ALMA, в результате чего недавно было опубликовано первое в истории изображение Стрельца A* . Для калибровки данных ученые использовали данные ALMA, записанные одновременно с наблюдениями EHT Стрельца A*.
Некоторые наблюдения были сделаны вскоре после вспышки рентгеновской энергии, исходившей из центра нашей галактики, которая была обнаружена рентгеновской обсерваторией NASA Chandra. Эти виды вспышек, которые ранее наблюдались с помощью рентгеновских и инфракрасных телескопов, как полагают, связаны с так называемыми "горячими точками", пузырями горячего газа, которые вращаются очень быстро и близко к черной дыре.
Что действительно ново и интересно, так это то, что такие вспышки до сих пор отчетливо присутствовали только в рентгеновских и инфракрасных наблюдениях Стрельца А*. Теперь ученые впервые видят явное указание на то, что орбитальные горячие точки также присутствуют в радионаблюдениях.
Возможно, эти горячие точки, обнаруженные в инфракрасном диапазоне длин волн, являются проявлением одного и того же физического явления: когда горячие точки, излучающие инфракрасное излучение, остывают, они становятся видимыми в более длинных волнах, как те, которые наблюдались ALMA и EHT. Долгое время считалось, что вспышки происходят из-за магнитных взаимодействий в очень горячем газе, вращающемся очень близко к Стрельцу А*, и новые данные подтверждают эту идею.
ALMA позволяет астрономам изучать поляризованное радиоизлучение Стрельца A*, которое можно использовать для раскрытия магнитного поля черной дыры. Команда использовала эти наблюдения вместе с теоретическими моделями, чтобы узнать больше о формировании горячей точки и окружающей среде, в которую она встроена, включая магнитное поле вокруг Стрельца A*. Их исследование дает более сильные ограничения на форму этого магнитного поля, чем предыдущие наблюдения, помогая астрономам раскрыть природу нашей черной дыры и ее окружения.
Наблюдения подтверждают некоторые из предыдущих открытий, сделанных прибором GRAVITY на Очень Большом Телескопе ESO (VLT), который ведет наблюдения в инфракрасном диапазоне. Данные GRAVITY и ALMA предполагают, что вспышка возникает из-за скопления газа, вращающегося вокруг черной дыры со скоростью около 30% скорости света в небе по часовой стрелке, при этом орбита горячей точки проходит перпендикулярно, относительно точки наблюдения.
В будущем ученые надеются отслеживать горячие точки на разных частотах, используя скоординированные многоволновые наблюдения как с GRAVITY, так и с ALMA — успех такой попытки станет настоящей вехой для понимания физики вспышек в центре Галактики. Команда также надеется, что сможет напрямую наблюдать за сгустками газа на орбите с помощью EHT, чтобы приблизиться к черной дыре и узнать о ней больше.
