Стрелец А*: Мы наконец-то нашли горячий ветер, исходящий из нашей черной дыры

С 1970-х годов астрономы предсказывали, что Стрелец А*, сверхмассивная чёрная дыра в центре Млечного Пути, должна испускать горячий ветер. Они только что увидели его впервые.

Мы впервые обнаружили горячий ветер, вырывающийся из сверхмассивной черной дыры нашей галактики, что может помочь нам понять ее загадочную бездеятельность.

По сравнению со многими другими сверхмассивными чёрными дырами, расположенными в центрах галактик, наша чёрная дыра, называемая Стрелец A* или Sgr A*, относительно спокойна. Она не выбрасывает огромные, мощные джеты, как чёрные дыры во многих других галактиках, которые настолько яркие, что мы можем заметить их даже в самые ранние моменты существования Вселенной. Однако считается, что все сверхмассивные чёрные дыры, включая Sgr A*, создают ветры – потоки горячего газа, выбрасываемые из области горизонта событий чёрной дыры, где газ завихряется и бурно нагревается.

Однако эти ветры так и не были окончательно обнаружены в Sgr A*, несмотря на то, что их существование предсказывалось ещё в 1970-х годах. Отчасти это связано с тем, что наблюдать область вокруг чёрной дыры нашей галактики – плотно упакованное скопление звёзд, пыли и газа, называемое околоядерным диском (ОЯД), – крайне сложно.

Марк Горски и Елена Мурчикова из Северо-Западного университета в Иллинойсе провели гораздо более детальные измерения внутренней области CND, чем раньше, используя Атакамскую большую миллиметровую/субмиллиметровую антенную решетку (ALMA) в Чили. Они обнаружили обширные области холодного газа, которых не ожидали, а также чёткий конус горячего газа, прорезающий её, который, по-видимому, и есть исчезнувший ветер.

По словам Горски, обнаружение такого количества холодного газа вокруг чёрной дыры на таком расстоянии стало неожиданностью. По его словам, считалось, что искать его бессмысленно, поскольку, вероятно, его не существует. «Когда я показал это изображение [коллеге], я сказал: „Ну, нам нужно сосредоточиться на этом сейчас, потому что это было серьёзной проблемой уже более 50 лет“».

Горски и Мурчикова провели пятилетние наблюдения за внутренней частью CND с помощью телескопа ALMA и создали карту холодного газа в пределах нескольких световых лет от Sgr A*, которая оказалась в 100 раз более чёткой, чем предыдущие наблюдения. Они добились этого, смоделировав мерцание яркого света Sgr A* и вычтя его из тусклого света холодного газа.

Отсюда они могли видеть чистый конус, в котором почти не было холодного газа. Наложив на него рентгеновские данные – данные об излучении, производимом горячим газом, – они обнаружили, что эти две области практически идеально совпадают. Они подсчитали, что общая энергия, необходимая для прорыва горячего газа через этот конус, эквивалентна примерно 25 000 солнц, что означает, что он не мог быть получен от соседних звёзд, и нет никаких явных сверхновых, которые могли бы генерировать этот горячий газ. Это говорит о том, что ветер исходит от самого Sgr A*. «Необходимая энергия требует наличия чёрной дыры. Для этого требуется ветер от чёрной дыры», – говорит Горски.

Астрономы ранее наблюдали огромные пузыри газа над и под плоскостью Галактики, называемые пузырями Ферми, которые указывают на то, что у нашей чёрной дыры когда-то были джеты. Однако неясно, могут ли эти джеты образоваться снова. Измерение этого ветра может помочь объяснить относительную неактивность Sgr A* и лучше понять фазы эволюции чёрной дыры.

По словам Зири Юнси из Университетского колледжа Лондона, обнаружение недостающего ветра у Sgr A* будет очень интересным, если результаты подтвердятся, поскольку это может дать нам важную информацию о самой чёрной дыре, например, о направлении её вращения. Астрономы предполагали, что Sgr A* будет вращаться перпендикулярно плоскости Млечного Пути, а значит, мы должны видеть её с ребра. Но когда в 2022 году были опубликованы первые изображения чёрной дыры, полученные с телескопа Event Horizon, она, казалось, была повернута к нам плашмя, хотя данные были неубедительными.

«Масса Стрельца A* невероятно точно определяется наблюдениями, но угол её наклона к нам ограничен настолько слабо, что, по сути, может быть любым», — говорит Юнси. «Понимание того, откуда берутся эти потоки материи, если этот результат абсолютно надёжен, действительно захватывающе, поскольку даёт нам некоторое представление о направлении, в котором движется вся материя, втекающая в чёрную дыру». Это также может помочь нам лучше понять эволюцию нашей галактики.

arXiv DOI: arXiv:2509.10615

Мировая столица астрономии: Чили

Откройте для себя астрономические достопримечательности Чили. Посетите одни из самых технологически продвинутых обсерваторий мира и понаблюдайте за звёздами под одним из самых чистых небес на Земле.

Узнать больше

Источник: www.newscientist.com