Зараз надмасивна чорна діра Стрілець А*, що розташована в центрі Чумацького Шляху, здається напрочуд спокійною. Однак так було не завжди. Дослідження, здійснені за допомогою рентгенівського телескопа XRISM, показують, що в минулому вона пережила кілька потужних вибухів.
Стрілець А* і докази спалаху
Надмасивна чорна діра нашої Галактики відома як одна із найтьмяніших у Всесвіті. Дані, отримані за допомогою нового космічного телескопа, свідчать про те, що так було не завжди.
Стрілець А*, розташований у центрі Чумацького Шляху, судячи з рентгенівського випромінювання, спостережуваного космічним телескопом XRISM, мабуть, різко спалахнув десь протягом останніх кількох сотень або тисячі років. Ці дивовижні відкриття розкривають нові деталі еволюції надмасивних чорних дір. Вони також дають астрономам уявлення про історію нашого космічного дому.
Дослідник Мічиганського державного університету Стівен Дікербі співпрацював із міжнародною командою, щоб виміряти рентгенівське випромінювання, що надходить від гігантської хмари газу поблизу центру Галактики. Команда докладно дослідила хмару завдяки здатності XRISM розрізняти енергію окремих рентгенівських фотонів. Їхні висновки дають вагомі докази того, що хмара світиться у відповідь на минулий спалах Стрільця А*.
Спостереження телескопа XRISM за чорною дірою
Багато надмасивних чорних дір є яскравими, оскільки газ навколо них нагрівається і випромінює високоенергетичне випромінювання. На відміну від них Стрілець А* майже не світиться. Це одна з найтьмяніших відомих чорних дір у Всесвіті, яка видна лише тому, що розташована так близько до Землі.
Кілька великих молекулярних хмар плавають навколо Стрільця A* і можуть діяти як космічні дзеркала, відбиваючи минулі спалахи рентгенівського випромінювання від чорної діри. Попередні космічні телескопи могли виявляти ці спалахи, але не мали достатньої енергетичної роздільної здатності, щоб дослідити їхню тонку структуру або визначити, що їх спричинило.
XRISM змінив це. Телескоп був запущений у 2023 році у межах партнерства між NASA та Японською агенцією аерокосмічних досліджень. Його перші спостереження викликають великий інтерес, оскільки вони значно перевершують усі наявні космічні телескопи за енергетичною роздільною здатністю.
Більшість космічних телескопів, що працюють у рентгенівському діапазоні, можуть розрізняти енергію фотона з точністю до однієї десятої, а то й сотої частини. XRISM може розрізняти енергію з точністю до однієї тисячної частини. Нові зображення — це як перехід від фотографій Polaroid до високоякісних кольорових зображень.
Розкриття давньої активності чорної діри
Дікербі використав цю гостру оптику, щоб збільшити дві надзвичайно вузькі лінії рентгенівського випромінювання, що надходять від однієї з молекулярних хмар. Вимірявши їхню енергію та форму з безпрецедентною точністю, він зміг визначити рух хмари та зіставити його з попередніми радіоспостереженнями. Він також дослідив тонкі особливості спектра, щоб перевірити дві суперечливі гіпотези щодо світіння хмари.
Ці деталі виключили гіпотезу про вплив космічних променів і показали, що хмара відбиває рентгенівський спалах від Стрільця А* — фактично «світлове відлуння» з минулого. Вивчаючи кілька хмар на різних відстанях від чорної діри, астрономи можуть відтворити хронологію цих давніх спалахів, подібно до використання затримки відлуння для картографування форми печери.
«Ці надзвичайні вимірювання демонструють, наскільки потужним є XRISM у розкритті прихованої історії центру нашої Галактики, — зазначають астрономи. — Завдяки такому чіткому розрізненню ліній заліза ми тепер можемо з безпрецедентною детальністю «прочитати» минулу активність галактичного центру».
Дані вперше показують, як енергетична роздільна здатність XRISM дозволяє вимірювати надзвичайно дрібні особливості Всесвіту. Команда очікує, що телескоп надасть багато нових можливостей для відкриттів.
За матеріалами phys.org
