Сейчас сверхмассивная черная дыра Стрелец А*, расположенная в центре Млечного Пути, кажется удивительно спокойной. Однако так было не всегда. Исследования, проведенные с помощью рентгеновского телескопа XRISM, показывают, что в прошлом она пережила несколько мощных взрывов.
Стрелец А* и доказательства вспышки
Сверхмассивная черная дыра нашей Галактики известна как одна из самых тусклых во Вселенной. Данные, полученные с помощью нового космического телескопа, свидетельствуют о том, что так было не всегда.
Стрелец А*, расположенный в центре Млечного Пути, судя по рентгеновскому излучению, наблюдаемому космическим телескопом XRISM, видимо, резко вспыхнул где-то за последние несколько сотен или тысячи лет. Эти удивительные открытия раскрывают новые детали эволюции сверхмассивных черных дыр. Они также дают астрономам представление об истории нашего космического дома.
Исследователь Мичиганского государственного университета Стивен Дикерби сотрудничал с международной командой, чтобы измерить рентгеновское излучение, поступающее от гигантского облака газа вблизи центра Галактики. Команда подробно исследовала облако благодаря способности XRISM различать энергию отдельных рентгеновских фотонов. Их выводы дают веские доказательства того, что облако светится в ответ на прошлую вспышку Стрельца А*.
Наблюдение телескопа XRISM за черной дырой
Многие сверхмассивные черные дыры являются яркими, поскольку газ вокруг них нагревается и излучает высокоэнергетическое излучение. В отличие от них Стрелец А* почти не светится. Это одна из самых тусклых известных черных дыр во Вселенной, которая видна только потому, что находится так близко к Земле.
Несколько больших молекулярных облаков плавают вокруг Стрельца A и могут действовать как космические зеркала, отражая прошлые вспышки рентгеновского излучения от черной дыры. Предыдущие космические телескопы могли обнаруживать эти вспышки, но не имели достаточного энергетического разрешения, чтобы исследовать их тонкую структуру или определить, что их повлекло за собой.
XRISM изменил это. Телескоп был запущен в 2023 году в рамках партнерства между NASA и Японским агентством аэрокосмических исследований. Его первые наблюдения вызывают большой интерес, поскольку они значительно превосходят все существующие космические телескопы по энергетическому разрешению.
Большинство космических телескопов, работающих в рентгеновском диапазоне, могут различать энергию фотона с точностью до одной десятой, а то и сотой части. XRISM может различать энергию с точностью одной тысячной части. Новые изображения — это переход от фотографий Polaroid к высококачественным цветным изображениям.
Раскрытие давней активности черной дыры
Дикерби использовал эту острую оптику, чтобы увеличить две очень узкие линии рентгеновского излучения, поступающие от одного из молекулярных облаков. Измерив их энергию и форму с беспрецедентной точностью, он смог определить движение облака и сопоставить его с предыдущими радионаблюдениями. Он также исследовал тонкие особенности спектра, чтобы проверить две противоречивые гипотезы по поводу свечения облака.
Эти детали исключили гипотезу о влиянии космических лучей и показали, что облако отражает рентгеновскую вспышку от Стрельца А* — фактически «световое эхо» из прошлого. Изучая несколько облаков на разных расстояниях от черной дыры, астрономы могут воспроизвести хронологию этих древних вспышек, подобно использованию задержки эха для картографирования формы пещеры.
«Эти необычные измерения демонстрируют, насколько мощным является XRISM в раскрытии истории центра нашей Галактики, — отмечают астрономы. — Благодаря такому четкому различению линий железа мы теперь можем с беспрецедентной детальностью «прочитать» прошлую активность галактического центра».
Данные впервые показывают, как энергетическое разрешение XRISM позволяет измерять очень мелкие особенности Вселенной. Команда ожидает, что телескоп предоставит множество новых возможностей для открытий.
По материалам phys.org
