Astronomové vyřešili záhadu bublin tyčících se nad Mléčnou dráhou: ScienceAlert

Když Fermiho gama kosmický dalekohled v roce 2008 vstoupil na nízkou oběžnou dráhu Země, otevřel naše oči zcela novému vesmíru vysokoenergetického záření.

Byl to jeden z jeho nejkurióznějších objevů Fermiho bubliny: obří, symetrické body táhnoucí se nad a pod rovinou galaxie, 25 000 světelných let na každé straně středu Mléčné dráhy, zářící světlem gama – pásem vlnových délek s nejvyšší energií v elektromagnetickém spektru.

V roce 2020 pak rentgenový dalekohled s názvem eROSITA našel další překvapení: I ty největší bubliny Rozprostírá se více než 45 000 světelných let na každé straně galaktické roviny a tentokrát vyzařuje méně energetické rentgenové záření.

Vědci mezitím dospěli k závěru, že obě skupiny bublin mohly být výsledkem nějakého typu exploze nebo erupcí z galaktického centra a supermasivních bublin. Černá díra v něm. Identifikace mechanismu, který produkuje gama záření a rentgenové záření, však byla trochu složitější.

Fyzik Yutaka Fujita z Tokyo Metropolitan University v Japonsku nyní pomocí simulací přišel s jedním vysvětlením, které vysvětluje dvě skupiny bublin v jeden úder.

Bylo zjištěno, že rentgenová emise je produktem silných, rychle se pohybujících větrů, které se srážejí se slabým plynem, který vyplňuje mezihvězdný prostor, vytvářejí rázovou vlnu, která se odráží přes plazmu a způsobuje onu energetickou záři.

Supermasivní černá díra napájející srdce Mléčné dráhy – oblouk a* – Zatím velmi tichý černé díry Jít. krmná aktivita je minimální; Je hodnocena jako „tichá“. Nebylo to tak vždycky. A aktivní černá díra může mít nejrůznější účinky na prostor kolem ní.

Jak hmota padá směrem k černé díře, zahřívá se a září světlem. Část materiálu je směrována pryč podél magnetických siločar mimo černou díru, které působí jako synchrotron k urychlení částic na rychlost blízkou rychlosti světla. Jsou vystřelovány jako silné výtrysky ionizovaného plazmatu z pólů černé díry, které putují do vesmíru až Miliony světelných let.

Kromě toho existují kosmické větry: proudy nabitých částic Plněné Obíhá kolem černé díry, která pak exploduje do vesmíru.

Zatímco Sagittarius A*s může být nyní zticha, nebylo tomu tak vždy. Podívejte se dostatečně pozorně a v prostoru kolem galaktické roviny lze nalézt pozůstatky minulé aktivity, jako jsou Fermiho bubliny. Studiem těchto stop můžeme pochopit, kdy a jak k této činnosti došlo.

Vpád Fujity do Fermiho bublin je založen na údajích od nyní již v důchodu Suzaku Rentgenový satelit provozovaný společně NASA a Japonskou leteckou agenturou (JAXA). Vzal Suzakuova pozorování rentgenových struktur spojených s bublinami a provedl numerické simulace, aby se je pokusil reprodukovat na základě procesů zásobování černými dírami.

„Ukázali jsme, že kombinace hustoty, teploty a šokových charakteristik rentgenového plynu může být použita k rozlišení mechanismů vstřikování energie,“ Píše do svých novin.

„Porovnáním výsledků numerických simulací s pozorováními naznačujeme, že bubliny byly vytvořeny rychlým větrem přicházejícím z galaktického centra, protože generuje silný zpětný šok a reprodukuje tam pozorovaný teplotní vrchol.“

Zjistil, že nejpravděpodobnějším scénářem je, že vítr černé díry bude foukat rychlostí 1 000 kilometrů za sekundu (621 mil) z předchozí události krmení měřené před 10 miliony let, která skončila poměrně nedávno. Jak se vítr šíří směrem ven, nabité částice se srazí s mezihvězdným prostředím a vytvoří rázovou vlnu, která se odrazí zpět do bubliny. Tyto reverzní rázové vlny ohřívají materiál uvnitř bublin a způsobují jejich záři.

Numerické simulace vyvinuté společností Fujita přesně reprodukovaly teplotní profil rentgenové struktury.

Zkoumal také možnost jediné výbušné erupce z galaktického centra a nebyl schopen reprodukovat Fermiho bubliny. To naznačuje, že pomalý, stálý vítr z galaktického středu byl nejpravděpodobnějším předchůdcem záhadných struktur. A sílu větrů lze připsat pouze Sagittarius A*, nikoli tvorbě hvězd – dalšímu jevu, který produkuje kosmické větry.

„Tak,“ Píše do svých novin„Větry mohou být stejné jako toky aktivních galaktických jader, které jsou často pozorovány v jiných galaxiích a o nichž se předpokládá, že regulují růst galaxií a jejich centrálních černých děr.“

List vyšel v r Měsíční oznámení Královské astronomické společnosti.