В центре нашей Галактики расположена сверхмассивная черная дыра Стрелец A*. Для ученых это прекрасная возможность наблюдать с близкого расстояния, как она излучает, поглощает и выбрасывает материю. Аккреционный диск Стрельца A* надут ветрами от молодых, теряющих массу звезд.
Что происходит в этом неспокойном регионе, до сих пор не вполне ясно. Теперь ученые представили результаты самого продолжительного и подробного исследования центра Млечного Пути, проведенного телескопом NASA «Джеймс Уэбб» в 2023-2024 годах.
Для наблюдения за Стрельцом А* группа астрофизиков из США, возглавляемая учеными из Северо-Западного университета, использовала камеру ближнего инфракрасного диапазона NIRCam телескопа «Джеймс Уэбб». Этот инструмент может следить за очень слабыми объектами с длительной экспозицией. Результаты работы опубликованы в журнале The Astrophysical Journal Letters.
Камера NIRCam наблюдала за центром Галактики интервалами от восьми до десяти часов в течение года, в общей сложности — 48 часов. Это помогло воссоздать картину изменений черной дыры со временем. Она оказалась более активной, чем предполагали исследователи.
Аккреционный диск вокруг черной дыры без перерыва испускал «фейерверки» различной яркости и длительности. Одни представляли собой тусклые мерцания, длящиеся всего несколько секунд, другие — ослепительно яркие, ежедневные извержения. Были и очень слабые мерцания, тлеющие месяцами.
«Так ведут себя все сверхмассивные черные дыры, но наша уникальна. Она всегда проявляет активность и никогда не достигает устойчивого состояния. Мы наблюдали ее несколько раз в течение 2023-го и 2024-го и всегда видели изменения. Она никогда не оставалась прежней», — отметил Фархад Юсеф-Заде из Северо-Западного университета, первый автор статьи.
Какой-либо закономерности в активности черной дыры исследователи не заметили. Они не вполне поняли происходящие процессы, но предположили, что короткие и длинные вспышки могут быть разной природы. Если представить, что аккреционный диск — река, то мелкие всполохи — это случайная рябь, а длительные вспышки больше похожи на приливные волны, вызванные более мощными событиями.
По словам Юсеф-Заде, мелкие возмущения в аккреционном диске, вероятно, вызывают слабые мерцания. Их можно сравнить с солнечными вспышками.
Яркие вспышки излучения могут рождаться в процессе магнитного переподключения. Так называют столкновение двух магнитных полей, при котором высвобождается энергия в виде ускоренных частиц.
Ученые обнаружили еще одно необычное явление. Изменения яркости при наблюдении на длине волны 4,8 микрона запаздывали на 3-40 секунд от изменений на 2,1 микрона. Это можно объяснить тем, что частицы на коротких длинах волн быстрее теряли энергию во время вспышки, чем на длинных. Так ведут себя частицы, вращающиеся вокруг линий магнитного поля.
Дальнейшая работа требует увеличить время непрерывного наблюдения за Стрельцом А*. Юсеф-Заде с коллегами уже подали заявку 24-часовые сеансы.
Автор: Татьяна Пичугина