Что-то рядом со сверхмассивной чёрной дырой в сердце Млечного Пути регулярно испускает в сторону Земли высокоэнергетические гамма-лучи, и учёные, возможно, наконец узнают, что это такое.
В новом не прошедшем рецензирование исследовании, размещённом на сервере препринтов arXiv, дуэт астрофизиков из Национального автономного университета Мексики пришёл к выводу, что вспышки излучения исходят от сгустка газа, вращающегося вокруг чёрной дыры со скоростью почти в треть скорости света. Выводы команды могут разрешить загадку, касающуюся центральной чёрной дыры Млечного Пути, официально названной Стрелец А* (Sgr A*) и расположенной примерно в 26 700 световых годах от Земли, которая озадачивала астрономов в течение двух лет.
Импульсы гамма-излучения из окрестностей Sgr A* были впервые обнаружены вблизи Земли в 2021 году. Однако команда, стоявшая за наблюдением, знала, что излучение не могло исходить изнутри самой сверхмассивной чёрной дыры.
Всё потому, что все чёрные дыры ограничены областью, называемой горизонтом событий, которая отмечает точку, за которой ничто, даже свет, не обладает скоростью, необходимой для того, чтобы избежать огромной гравитации чёрной дыры. Это означает, что чёрные дыры сами по себе не излучают радиацию, поэтому гамма-лучи, должно быть, исходят из окружающей среды Sgr A*.
Известно, что другие сверхмассивные чёрные дыры испускают мощное излучение из своего непосредственного окружения, когда их гравитационное воздействие создаёт в окружающем газе и пыли турбулентные условия, образуя структуру, называемую аккреционным диском. Поскольку чёрные дыры питаются этой материей, аккреционный диск излучает свет, охватывающий весь электромагнитный спектр — от низкоэнергетических радиоволн до высокоэнергетических гамма-лучей.
Однако это не в состоянии объяснить гамма-излучение от Sgr A*, поскольку чёрная дыра Млечного Пути окружена очень небольшим количеством материи и питается так медленно, что это было бы эквивалентно тому, что человек живёт на диете из одного рисового зёрнышка каждые миллион лет, по словам астронома Университета Аризоны Криса Импи (Chris Impey), который не принимал участия в исследовании.
Используя данные космического гамма-телескопа «Ферми», собранные в период с июня по декабрь 2022 года, исследователи стремились выяснить происхождение этих гамма-лучей.
Дуэт проверил общедоступные данные «Ферми» на предмет закономерностей периодичности гамма-излучения. Они обнаружили, что импульсы возникают вблизи Sgr A* примерно раз в 76,32 минуты. Этот период излучения составляет половину времени между импульсами рентгеновского излучения, также наблюдаемого вблизи сверхмассивной чёрной дыры Млечного Пути, что позволяет предположить, что эти два излучения находятся в гармонии и, вероятно, связаны.
«Совпадение многоволновой периодичности в рентгеновском и гамма-излучении указывает на единый физический механизм, который его производит», — написала команда в статье.
Это открытие того, что исследователи называют «уникальным колебательным физическим механизмом», привело их к выводу, что и гамма-лучи, и рентгеновские лучи испускаются «сгустком» газа, который вращается вокруг Sgr A* со скоростью около 30% скорости света — или около 200 миллионов миль в час (320 миллионов км/ч). Они полагают, что этот ускоряющийся комок материи излучает свет на нескольких длинах волн, вращаясь вокруг Sgr A*, периодически вспыхивая по мере продвижения по своей орбите.
Данное открытие может предоставить учёным лучшее понимание окружающей среды вокруг сверхмассивных чёрных дыр, особенно менее хищных экземпляров, таких как та, что находится в центре Млечного Пути.
