С помощта на компютърни симулации астрономи са определили възрастта и произхода на мехурите на Ферми и eROSITA - гигантски структури, наблюдавани в централната зона на Млечния път.
Предполага се, че преди 2,6 милиона години нашата свръхмасивна черна дупка Sgr A* е преживяла изблик на активност, продължила 100 хиляди години, което е довело до две струи, които изхвърлят високоенергийни частици в средата на Млечния път.
Статията е публикувана в списание Nature Astronomy.
През 2010 г. космическият телескоп на НАСА "Ферми" открива два гигантски мехура над и под равнината и от двете страни на центъра на Млечния път, мехури, пълни с горещ газ, които излъчват излъчват в микровълнови, рентгенови и гама-лъчи и имат огромен размер - общата дължина се оценява на почти половината от диаметъра на Млечния път.
Десет години по-късно два още по-големи мехура бяха открити с европейския рентгенов космически телескоп eRosita, заобикалящи „мехурите на Ферми“, също произвеждайки високоенергийни рентгенови лъчи.
Въпросът отдавна е какъв точно е източникът на тези огромни газови мехура, мехурите на Ферми и мехурите eRosita, и имаше две възможни обяснения: Предполагаше се, че те биха могли да възникнат от избухването на серия свръхнови или заради активността на свръхмасивната черна дупка в центъра на Млечния път.
Снимка, подчертаваща мехурите на eROSITA. Енергията е 0,6 – 1,0 KeV. Кредит: MPE/IKI
Екип от астрономи, ръководен от Карън Янг от Националния университет Цинхуа, се зае да разбере природата на мехурчетата Ферми и eROSITA, използвайки 3D компютърни симулации на освобождаването на енергия в централната зона на Млечния път. Учените разглеждат две възможни хипотези за произхода на мехурчетата - моделът на лептонната струя, който се свързва с неотдавнашната активност на черната дупка, и моделът на протонно ускорение на космическите лъчи поради ударни вълни или турбуленция, което предполага образуване на звезди и експлозии на свръхнова вътре в мехурчета.
Последните изследвания показват, че последното обяснение е вярно и че Sgr A* (Стрелец А*), както просто се нарича черната дупка, е производителят на мехурите.
Екип от астрономи от Мичиганския университет и Национален университет Цинхуа (National Tsing Hua), ръководен от Сян-И Карен Ян (Hsiang-Yi Karen Yang), е изследвал мехурите и е показал, че са причинени от силен джет или струен поток, който е започнал да бълва Sgr A* преди около 2,6 милиона години, нещо, което е продължило около 100 000 години.
Очевидно тогава е имало силен поток от материя към свръхмасивната черна дупка и този материал след това се озовава в бързо въртящия се акреционен диск около хоризонта на събитията на черната дупка. След това част от материята изчезва в черната дупка и никога повече не я виждаме, но друга част е изхвърлена в космоса от въртяшите се и магнитните полюси под формата на силно енергийни струи.
Получените мехури на Ферми са с диаметър около 36 000 светлинни години, приблизително три пъти диаметъра на целия Млечен път. Те от своя страна са надхвърлени от тези на eRosita, които са два пъти по-големи от мехурите на Ферми и според изследователите се разширяват поради ударната вълна от мехурчите на Ферми (вижте изображението по-горе).
Чрез различни симулации астрономите стигат до заключението, че Sgr A* е създал мехурчетата, а не серия от свръхнови.
Кредит: Nature Astronomy (2022). DOI: 10.1038/s41550-022-01618-x
Симулациите (вижте изображението по-горе) изключват възможността мехурчетата да са причинени от свръхнови, тъй като такава експлозия на звезда би инжектирала енергия в мехурите за около десет милиона години и това би им придало много различен вид от сегашния. Случаят е такъв.
Справка: Yang, HY.K., Ruszkowski, M. & Zweibel, E.G. Fermi and eROSITA bubbles as relics of the past activity of the Galaxy’s central black hole. Nat Astron (2022). https://doi.org/10.1038/s41550-022-01618-x
Източник: Massive bubbles at center of Milky Way caused by supermassive black hole, University of Michigan
