Надмасивна чорна діра в центрі нашої галактики Чумацький Шлях може бути не такою ненаситною, як газові монстри, які астрономи спостерігали у віддалених куточках Всесвіту, проте нові дані з телескопа Джеймса Вебба (JWST) свідчать, що її оточення спалахує справжніми космічними феєрверками.
Спостереження у двох довжинах хвиль у ближньому інфрачервоному діапазоні зафіксували космічні спалахи, які відрізняються за яскравістю та тривалістю.
За словами дослідників, акреційний диск гарячого газу навколо чорної діри, відомої як Стрілець A*, продукує приблизно п’ять-шість великих спалахів на добу, а також кілька дрібніших між ними.
Ці спостереження були детально описані в журналі The Astrophysical Journal Letters.
“У наших даних ми побачили постійну зміну яскравості, ніби щось кипить, а потім — бум! Раптово з’являється потужний спалах. А потім усе знову заспокоюється”, — розповів провідний автор дослідження Фархад Юсеф-Заде з Північно-Західного університету в Іллінойсі.
“Ми не змогли виявити чіткої закономірності у цій активності. Здається, усе відбувається хаотично. Профіль активності цієї чорної діри щоразу був новим і непередбачуваним”.
Юсеф-Заде та його колеги спостерігали за Стрільцем A* за допомогою камери ближнього інфрачервоного діапазону (NIRCam) телескопа Джеймса Вебба протягом 48 годин, розділених на 8-10 годинні сесії протягом року. Вчені очікували побачити спалахи, але не передбачали, що активність навколо чорної діри буде настільки інтенсивною.
Дослідники припускають, що світлове шоу спричинене двома різними процесами. Менші спалахи можуть бути результатом турбулентності в акреційному диску, яка стискає гарячий намагнічений газ. Такі збурення можуть викликати короткі викиди випромінювання, схожі на сонячні спалахи.
“Це схоже на те, як магнітне поле Сонця стискається, а потім вибухає сонячним спалахом”, — пояснив Юсеф-Заде.
“Звичайно, ці процеси набагато масштабніші та енергійніші, адже середовище навколо чорної діри є набагато екстремальнішим”.
Більші спалахи можуть бути спричинені магнітним перез’єднанням — коли два магнітні поля стикаються, породжуючи яскраві викиди частинок, які рухаються майже зі швидкістю світла.
“Магнітне перез’єднання — це як іскра статичної електрики, яка також є своєрідною електричним перез’єднанням”, — додав учений.
Ще одним неочікуваним відкриттям стало те, що яскравість спалахів у двох різних довжинах хвиль змінювалася з невеликою затримкою. Спалахи на коротших хвилях виникали трохи раніше, ніж на довших.
“Це вперше, коли ми зафіксували таку затримку для цих довжин хвиль”, — зазначив Юсеф-Заде.
“Ми спостерігали обидві довжини хвиль одночасно за допомогою NIRCam і помітили, що довгохвильові сигнали трохи відстають від короткохвильових — приблизно на кілька секунд або до 40 секунд”.
Ці спостереження можуть допомогти розгадати фізичні процеси, що відбуваються в акреційному диску навколо чорної діри. Можливо, частинки, які викидаються під час спалахів, втрачають енергію швидше на коротких хвилях, ніж на довгих. Така поведінка відповідає очікуванням для частинок, що обертаються навколо магнітних силових ліній у космічному синхротроні.
Тепер науковці сподіваються отримати більше часу для спостережень за допомогою JWST, що дозволить знизити рівень шуму в даних та створити більш детальну картину процесів у центрі нашої галактики.
“Коли ви спостерігаєте такі слабкі спалахи, вам доводиться боротися із шумом”, — сказав Юсеф-Заде.
“Якщо ми зможемо спостерігати протягом 24 годин поспіль, це значно знизить рівень шуму та дозволить побачити деталі, які раніше були приховані. Це було б справжнім проривом. Також ми зможемо зрозуміти, чи повторюються ці спалахи, чи вони дійсно випадкові”.
Читайте оригінальну статтю.