Мерехтіння серця Чумацького Шляху
Астрономи, використовуючи Атакамський великий міліметровий/субміліметровий масив (ALMA), виявили квазіперіодичні мерехтіння у міліметрових хвилях, що надходять від центру Чумацького Шляху, Стрільця (Sgr) A*. Команда вчених інтерпретувала ці мерехтіння як такі, що викликані обертанням радіо-джерела навколо надмасивної чорної діри з радіусом орбіти меншим, ніж у Меркурія.
Це є цікавою підказкою для досліджень простору-часу з екстремальною гравітацією, зазначається в прес-релізі Університету Кейо, Японія. Відповідна наукова стаття під назвою «Часові зміни щільності потоку Sgr A* при 230 ГГц, виявлені за допомогою ALMA», опублікована в «Astrophysical Journal Letters» та знаходиться у відкритому доступі.
«Відомо, що Sgr A* іноді спалахує у міліметровій довжині хвиль», - розповідає Юхей Івата, провідний автор вказаної вище статті та аспірант Університету Кейо. «Цього разу, використовуючи ALMA, ми отримали високоякісні дані про зміни інтенсивності радіохвиль Sgr A* протягом 10 днів, 70 хвилин на день. Потім ми виявили дві тенденції: квазіперіодичні коливання з типовим періодом 30 хвилин і повільні коливання, тривалістю у годину».
Астрономи припускають, що в центрі Sgr A* знаходиться надмасивна чорна діра, масою 4 мільярдів Сонць. Спалахи Sgr A* спостерігалися не тільки в міліметрових довжинах хвиль, але і в інфрачервоному світлі та рентгенівських довжинах хвиль. Однак коливання, виявлені за допомогою ALMA, значно слабкіше виявлених раніше, і можливо, що ці рівні нетривалих коливань завжди виникають у Sgr A*.
Сама по собі чорна діра не виробляє ніякого випромінювання. Джерелом викиду є розпечений газоподібний диск навколо чорної діри. Газ навколо чорної діри не йде прямісінько до гравітаційного колодязя, а обертається навколо чорної діри, утворюючи акреційний диск.
Команда зосередилась на короткочасових коливаннях і виявила, що період коливання 30 хвилин порівнянний з орбітальним періодом самого внутрішнього краю акреційного диска з радіусом 0,2 астрономічних одиниць (1 астрономічна одиниця відповідає відстані між Землею та Сонцем: 150 мільйонів кілометрів). Для порівняння, Меркурій, найбільш поглиблена планета Сонячної системи, кружляє навколо Сонця на відстані 0,4 астрономічних одиниць. Враховуючи колосальну масу в центрі чорної діри, її гравітаційний ефект також екстремальний в акреційному диску.
«Це випромінювання може бути пов'язане з деякими екзотичними явищами, що відбуваються в самій близькості від надмасивної чорної діри», - говорить Томохару Ока, професор Університету Кейо.
Їх сценарій виглядає наступним чином. В диску спорадично утворюються гарячі точки і кружляють навколо чорної діри, випромінюючи потужні міліметрові хвилі. Згідно зі Спеціальною теорією відносності Ейнштейна, випромінювання значною мірою посилюється, коли джерело рухається у напрямку до спостерігача зі швидкістю, порівнянною зі швидкістю світла. Швидкість обертання внутрішнього краю акреційного диска досить велика, тому й виникає цей надзвичайний ефект. Астрономи вважають, що саме це є причиною короткострокових коливань міліметрового випромінювання від Sgr A*.
Команда припускає, що коливання можуть вплинути на спробу зробити зображення надмасивної чорної діри за допомогою телескопа Event Horizon. «Загалом, чим швидше рух, тим складніше сфотографувати об'єкт», - каже Ока. «Натомість коливання випромінювання саме по собі дає переконливе розуміння руху газу. Ми можемо стати свідком самого моменту поглинання газу чорною дірою при тривалій кампанії моніторингу за допомогою ALMA». Дослідники мають на меті отримати незалежну інформацію для розуміння містифікуючого оточення надмасивної чорної діри.
Читайте ще цікаві новини про космос.