Мини-джет найден возле сверхмассивной черной дыры в Млечном Пути

Центральная черная дыра нашего Млечного Пути имеет утечку. Эта сверхмассивная черная дыра выглядит так, как будто в ней до сих пор сохранились следы струи, похожей на паяльную лампу, возрастом несколько тысяч лет. Космический телескоп Хаббла НАСА не сфотографировал фантомную струю, но помог найти косвенные доказательства того, что она все еще слабо толкается в огромное водородное облако, а затем разбрызгивается, как узкая струя из шланга, направленная в кучу песка.


Это еще одно свидетельство того, что черная дыра с массой 4,1 миллиона Солнц не является спящим монстром, а периодически икнет, когда в нее падают звезды и газовые облака. Черные дыры втягивают некоторое количество материала в закрученный, вращающийся по орбите аккреционный диск, где часть падающего материала уносится в истекающие струи, которые коллимируются мощными магнитными полями черной дыры. Узкие «лучи прожекторов» сопровождаются потоком смертоносной ионизирующей радиации.

«Центральная черная дыра динамически изменяется и в настоящее время отключена», — сказал Джеральд Сесил из Университета Северной Каролины в Чапел-Хилл. Сесил собрал воедино, как мозаику, многоволновые наблюдения с различных телескопов, которые предполагают, что черная дыра изрыгает мини-джеты каждый раз, когда она проглатывает что-то здоровенное, например, газовое облако. Исследование его международной группы только что было опубликовано в Астрофизический журнал.

В 2013 году доказательства короткой южной струи возле черной дыры были получены из рентгеновских лучей, обнаруженных рентгеновской обсерваторией НАСА Чандра, и радиоволн, обнаруженных телескопом Jansky Very Large Array в Сокорро, штат Нью-Мексико. Эта струя, похоже, тоже врезается в газ рядом с черной дырой.

Сесилу было любопытно, есть ли еще северный встречный самолет. Он впервые взглянул на архивные спектры таких молекул, как метиловый спирт и моносульфид углерода, полученные в обсерватории ALMA в Чили (Atacama Large Millimeter / Submillimeter Array), которая использует миллиметровые длины волн, чтобы смотреть сквозь пелену пыли между нами и галактическим ядром. ALMA обнаруживает расширяющуюся узкую линейную структуру в молекулярном газе, которая может быть прослежена на расстоянии не менее 15 световых лет до черной дыры.

Соединив точки, Сесил затем обнаружил на инфракрасных изображениях Хаббла светящийся, надувающийся пузырь горячего газа, который выравнивается по струе на расстоянии не менее 35 световых лет от черной дыры. Его команда предполагает, что струя черной дыры врезалась в нее, надувая пузырь. Эти два остаточных эффекта затухающей струи — единственное визуальное свидетельство ее воздействия на молекулярный газ.

Проходя через газ, струя ударяется о материал и изгибается вдоль нескольких потоков. «Потоки просачиваются из плотного газового диска Млечного Пути», — сказал соавтор Алекс Вагнер из Университета Цукуба в Японии. «Струя расходится от карандашного луча в усики, как у осьминога». Этот отток создает серию расширяющихся пузырей, которые простираются как минимум на 500 световых лет. Эта более крупная структура «мыльного пузыря» была отображена на различных длинах волн с помощью других телескопов.

Затем Вагнер и Сесил запустили суперкомпьютерные модели истечения струй в смоделированном диске Млечного Пути, которые воспроизвели наблюдения. «Как и в археологии, вы копаете и копаете, чтобы найти все более старые артефакты, пока не наткнетесь на остатки великой цивилизации», — сказал Сесил. Вывод Вагнера: «Наша центральная черная дыра явно увеличила яркость по крайней мере в 1 миллион раз за последний миллион лет. Этого было достаточно, чтобы джет врезался в ореол Галактики».

Предыдущие наблюдения Хаббла и других телескопов показали, что около 2-4 миллионов лет назад у черной дыры Млечного Пути произошла вспышка. Этого было достаточно, чтобы создать пару огромных пузырей, возвышающихся над нашей галактикой, которые светятся в гамма-лучах. Они были впервые обнаружены космическим гамма-телескопом Ферми НАСА в 2010 году и окружены рентгеновскими пузырями, которые были обнаружены в 2003 году спутником ROSAT и полностью нанесены на карту в 2020 году спутником eROSITA.