Учените откриват извисяваща се балонна структура в близост до центъра на Млечния път

Сложната радиоизлъчване от галактическия център, както е изобразена от южноафриканския радиотелескоп MeerKAT. Новооткритите гигантски радио мехурчета са структурите, вървящи отгоре надолу в това изображение. Изображение чрез SARAO / Oxford.

Нашият Млечен път се счита за сравнително спокойна галактика, но въпреки това - в сърцето му - е известно, че има черна дупка с 4 милиона слънчева маса: източник на много очарователни и динамични процеси. Вчера - 11 септември 2019 г. - астрономите обявиха откриването в този регион на това, което наричат ​​„една от най-големите характеристики, наблюдавани някога“ в центъра на Млечния път. Тази функция е двойка огромни радиоизлъчващи мехурчета, извисяващи се над и под централния регион на нашата галактика. Учените го определиха като форма на часовници. Цялата структура се простира на около 1400 светлинни години или около 5% от разстоянието между нашето Слънце и центъра на галактиката.

Това ново откритие бе обявено днес в списанието Nature, което публикува и първоначалното проучване на функцията. В изявление те казаха, че:

… Джуджета всички други радиоструктури в галактическия център [и] вероятно е резултат от феноменално енергичен взрив, избухнал близо до свръхмасивната черна дупка на Млечния път преди няколко милиона години.

С други думи, казаха тези учени, те смятат, че чертите са се образували от насилствено изригване, предполагаемо произтичащо от околностите на галактическия център и неговата свръхмасивна черна дупка, която за кратък период от време се пробива през междузвездната среда в противоположни посоки, Както е обяснено в Nature :

Мехурчетата са газови структури, които могат да се наблюдават, защото електрони, които се разбъркват вътре в тях, произвеждат радиовълни, тъй като се ускоряват от магнитните полета.

Изображение чрез SARAO / Oxford.

Екипът от астрономи, направил откритието, се ръководи от Иън Хейвуд от Оксфордския университет в Англия. Те използваха новата и свръхчувствителна обсерватория за радиоастрономия на Южна Африка (SARAO) MeerKAT, за да очертаят широки региони в центъра на галактиката. Те проведоха радио наблюденията си с дължина на вълната близо 23 сантиметра (около 9 инча), което, те казаха:

… Показва енергия, генерирана в процес, известен като синхротронно излъчване, при който свободно плаващи електрони се ускоряват, докато взаимодействат с мощни магнитни полета. Това създава характерен радиосигнал, който може да се използва за проследяване на енергийни региони в космоса. Радио светлината, наблюдавана от MeerKAT, прониква в гъстите облаци прах, които блокират видимата светлина от центъра на нашата галактика.

Хейвуд, който обработи голямото количество наблюдетелни данни, водещи до този резултат, каза:

Центърът на нашата галактика е сравнително спокоен в сравнение с други галактики с много активни централни черни дупки. Въпреки това централната черна дупка на Млечния път може да стане нехарактерно активна, изгаряйки, тъй като периодично поглъща масивни буци прах и газ. Възможно е едно такова яростно хранене да предизвика мощни изблици, които надуват тази невиждана досега функция.

Преди невиждан? Да, в радио частта на спектъра. Но има още една структура с форма на часовници, известна по-рано от астрономите, която може (или не може) да е свързана с мехурчетата MeerKAT. И това е т. Нар. Fermi Bubbles, потвърдено от високо енергийни наблюдения на гама лъчи през 2010 г.

Съвети за краищата на Ферми балончетата са наблюдавани за първи път при рентгенови лъчи (синьо) от ROSAT, съвместна германска, американска и британска рентгенова обсерватория, която е действала в Космоса през 90-те години. По-късно космическият телескоп на Ферми, пуснат през 2008 г., потвърди очертанията на 2 огромни мехурчета, простиращи се в продължение на десетки хиляди светлинни години от двете страни на ядрото на нашата галактика. Тези наблюдения са отбелязани в пурпурно на тази илюстрация. Изображение чрез Центъра за космически полети на Годард от НАСА.

Попитах един от авторите на тази нова книга - Фернандо Камило, главен учен на SARAO в Кейптаун, Южна Африка - как новото откритие се свързва с Ферми балончетата. Той отговори по имейл:

Това е много добър въпрос.

Ферми балончетата са много по-големи от радио балоните на MeerKAT (около 50 пъти по-големи: с размери 75 000 светлинни години за Fermi, 1400 светлинни години за MeerKAT). Освен това те са много по-енергични: количеството енергия, участващо в събитието, което надува мехурките от MeerKAT, е не повече от 1% от енергийното съдържание на мехурчетата Fermi.

И двете обаче са огромни биполярни структури, симетрични по отношение на галактическия център, близо до централната свръхмасивна черна дупка и така вашият въпрос възниква.

Нашето мнение е, че мехурчетата MeerKAT може да представляват по-малко енергична версия на процес, подобен на този, който създаде Ферми балончетата (произходът на самите мехурчета Ферми продължава да бъде силно обсъждан и очаквам, че произходът на мехурните мехури ще бъде също извличане на различни гледни точки).

Ако това е така, балончетата MeerKAT може да са пример за поредица от такива периодични събития, които от време на време се провеждат близо до центъра на Млечния път, управляван от черната дупка, чийто кумулативен ефект е отговорен за други широкомащабни структури наблюдавани на по-високи галактически ширини (тоест далеч от равнината на Млечния път), включително структури, наблюдавани в рентгенови лъчи и всъщност балоните на гама-лъчите на Ферми.

Камило добави:

Тези огромни мехурчета досега са били скрити от отблясъците на изключително ярко радио излъчване от центъра на галактиката. Извличането на мехурчета от фоновия „шум“ беше техническа обиколка, която стана възможна единствено от уникалните характеристики и благоприятното местоположение на MeerKAT в Южното полукълбо. С това неочаквано откритие сме свидетели на Млечния път на нова изява на галактически отток на материя и енергия, в крайна сметка управлявана от централната черна дупка.

Състав от радио мехурчета и телескопа MeerKAT. Радио изображение на центъра на Млечния път с част от масива на телескопа MeerKAT на преден план. Плоскостта на галактиката е белязана от поредица от ярки функции, експлодирани звезди и региони, където се раждат нови звезди, и протича по диагонал през изображението от долния десен до горния център. Черната дупка в центъра на Млечния път е скрита в най-светлия от тези разширени региони. Радиобалончетата се простират между двете най-близки антени до горния десен ъгъл. Могат да се видят много намагнетизирани нишки, които вървят успоредно на мехурчетата. В този композитен изглед небето вляво от втората най-близка антена е нощното небе, видимо за неособеното око, а радио изображението вдясно е увеличено, за да подчертае фините му характеристики. Изображение чрез SARAO / Oxford.

Долен ред: Радиоастрономите са шпионирали двойка огромни радиоизлъчващи мехурчета, които се извисяват на стотици светлинни години над и под централния регион на нашата галактика.

Източник: Инфлация на 430-парсек биполярни радио балони в Галактическия център от енергично събитие

Чрез Университета на Оксфорд