Мерцание сердца Млечного Пути

Астрономы, используя Атакамський большой миллиметровый/субмиллиметровый массив (ALMA), обнаружили квазипериодические мерцания в миллиметровых волнах, поступающие от центра Млечного Пути, Стрельца (Sgr) A*. Команда ученых интерпретировала эти мерцания как такие, которые вызваны вращением радио-источника вокруг сверхмассивной черной дыры с радиусом орбиты меньшим, чем у Меркурия.

Это является интересной подсказкой для исследований пространства-времени с экстремальной гравитацией, отмечается в пресс-релизе Университета Кейо, Япония. Соответствующая научная статья под названием «Временные изменения плотности потока Sgr A* при 230 ГГц, обнаруженные с помощью ALMA», опубликована в «Astrophysical Journal Letters» и находится в открытом доступе.

«Известно, что Sgr A* иногда вспыхивает в миллиметровой длине волн», - рассказывает Юхей Ивата, ведущий автор указанной выше статьи и аспирант Университета Кейо. «На этот раз, используя ALMA, мы получили высококачественные данные об изменениях интенсивности радиоволн Sgr A  в течение 10 дней, 70 минут в день. Затем мы обнаружили две тенденции: квазипериодическое колебания с типичным периодом 30 минут и медленные колебания, продолжительностью в час».

Астрономы предполагают, что в центре Sgr A* находится сверхмассивная черная дыра, массой 4 миллиардов Солнц. Вспышки Sgr A* наблюдались не только в миллиметровых длинах волн, но и в инфракрасном свете и рентгеновских длинах волн. Однако колебания, обнаруженные с помощью ALMA, значительно слабее выявленных ранее, и возможно, что эти уровни непродолжительных колебаний всегда возникают в Sgr A*.

Сама по себе черная дыра не производит никакого излучения. Источником выброса является раскаленный газообразный диск вокруг черной дыры. Газ вокруг черной дыры не идет прямо к гравитационному колодцу, а вращается вокруг черной дыры, образуя аккреционный диск.

Команда сосредоточилась на кратковременных колебаниях и обнаружила, что период колебания 30 минут сравним с орбитальным периодом самого внутреннего края аккреционного диска с радиусом 0,2 астрономических единиц (1 астрономическая единица соответствует расстоянию между Землей и Солнцем: 150 млн километров). Для сравнения, Меркурий, наиболее углубленная планета Солнечной системы, кружит вокруг Солнца на расстоянии 0,4 астрономических единиц. Учитывая колоссальную массу в центре черной дыры, ее гравитационный эффект также экстремален в аккреционном диске.

«Это излучение может быть связано с некоторыми экзотическими явлениями, происходящими в самой близости от сверхмассивной черной дыры», - говорит Томохару Ока, профессор Университета Кейо.

Их сценарий выглядит следующим образом. В диске спорадически образуются горячие точки и кружат вокруг черной дыры, излучая мощные миллиметровые волны. Согласно Специальной теории относительности Эйнштейна, излучение в значительной степени усиливается, когда источник движется по направлению к наблюдателю со скоростью, сравнимой со скоростью света. Скорость вращения внутреннего края аккреционного диска достаточно большая, поэтому и возникает этот удивительный эффект. Астрономы считают, что именно это является причиной краткосрочных колебаний миллиметрового излучения от Sgr A*.

Команда предполагает, что колебания могут повлиять на попытку сделать изображение сверхмассивной черной дыры с помощью телескопа Event Horizon. «В целом, чем быстрее движение, тем сложнее сфотографировать объект», - говорит Ока. «Однако колебания излучения само по себе дает убедительное понимание движения газа. Мы можем стать свидетелем самого момента поглощения газа черной дырой при длительной кампании мониторинга с помощью ALMA». Исследователи стремятся получить независимую информацию, чтобы понять мистифицирующую среду вокруг сверхмассивной черной дыры.

Читайте еще интересные новости о космосе.