Введение

После полувековых поисков астрономы наконец-то обнаружили свидетельства мощных ветров, исходящих от черной дыры Стрельца A* (Sgr A*), расположенной в центре нашей галактики. Это открытие углубляет наше понимание физических процессов, происходящих как вокруг сверхмассивных черных дыр, так и в сердце Млечного пути.

Энергия черных дыр

Ученые давно предполагают, что черные дыры производят энергию, поглощая материю, что приводит к выбросу материала из их окрестностей. Этот процесс получил название «ветры черных дыр». Даже для Sgr A*, которая «питается» газом и пылью в крайне малых количествах, можно говорить о наличии таких ветров.

• Для человека это было бы эквивалентно потреблению одной рисинки раз в миллион лет.

Однако проблема заключалась в том, что ученым не удавалось собрать доказательства существования этих ветров в сердце Млечного пути, что оставалось загадкой астрономии на протяжении пятидесяти лет.

Новые наблюдения

Команда исследователей, возглавляемая Марком Горским из Северо-Западного университета, сделала важное открытие, когда получила достаточно чистый снимок, чтобы увидеть отпечаток ветра. «Если черная дыра существует не в идеальном вакууме, она должна как-то создавать ветер. А идеального вакуума в宇宙 не существует», — отметил Горский.

Сложности наблюдений

Хотя ученые знают, что черные дыры, активно поглощающие материю, выбрасывают мощные потоки, это не касалось Sgr A*, которая поглощает крайне малое количество вещества. Исследователи отмечают, что наблюдение за этой черной дырой затрудняется ее расположением за плоскостью Млечного пути, что делает трудным отслеживание ветра.

Лена Мурчикова, коллега Горского, добавила, что ученые впервые зафиксировали молекулярный газ, находящийся очень близко к Sgr A*, что делает ее схожей с другими сверхмассивными черными дырами.

• «Ветер не мощный, и его направление, вероятно, меняется со временем. Это показывает, что наша черная дыра не уникальна».

Использование ALMA

Для преодоления сложностей команда провела пять лет, собирая глубокие наблюдения сердца Млечного пути с помощью массивов телескопов ALMA, расположенных в северном Чили. Эти наблюдения предоставили самый четкий снимок холодного молекулярного газа в радиусе трех световых лет от Sgr A*.

Одним из удивительных аспектов наблюдений стал трехсветовой конусообразный полость в облаке холодного газа. Ученые предположили, что эта полость могла быть очищена горячим газом от ветра черной дыры, который либо выталкивал холодный газ, либо нагревал его.

• «Если вы выбрасываете горячий материал от черной дыры, он не будет существовать вместе с холодным материалом».

Подтверждение результатов

Чтобы подтвердить свои результаты, ученые обратились к наблюдениям NASA с помощью рентгеновского телескопа Chandra. Горский отметил: «Исключительные утверждения требуют исключительных доказательств» и добавил, что рентгеновское изображение идеально совпало с молекулярными особенностями.

Когда исследователи наложили свои изображения, всё стало на свои места. Мурчикова поделилась своими ощущениями: «Когда вы обнаруживаете нечто, что никто никогда не видел, первое, что приходит в голову, это не «О боже, мы сделали открытие», а «О боже, что-то не так с моим анализом».

Заключение

Хотя результаты команды подтверждают, что Sgr A* значительно тише по сравнению с другими сверхмассивными черными дырами, находящимися в ярких и бурных областях других галактик, ветер черной дыры не следует недооценивать. Ученые предполагают, что он бушует уже около 20,000 лет, предоставляя новые возможности для изучения динамики черных дыр.