В центре Млечного Пути обнаружены загадочные черточки
Международная группа астрофизиков обнаружила нечто совершенно новое, спрятанное в центре галактики Млечный Путь. В начале 1980-х Фархад Юсеф-Заде из Северо-Западного университета обнаружил гигантские одномерные нити, свисающие вертикально около Стрельца А*, центральной сверхмассивной черной дыры нашей галактики. Теперь Юсеф-Заде и его сотрудники обнаружили новую популяцию нитей, но эти нити намного короче и лежат горизонтально или радиально, расходясь, как спицы в колесе, из черной дыры. Хотя две популяции филаментов имеют несколько общих черт, Юсеф-Заде предполагает, что они имеют разное происхождение. В то время как вертикальные нити пронизывают галактику, возвышаясь на 150 световых лет, горизонтальные нити больше похожи на точки и тире азбуки Морзе, акцентирующие только одну сторону Стрельца A*. Исследование будет опубликовано в пятницу (2 июня) в The Astrophysical Journal Letters.
Изображение галактического центра MeerKAT с цветовой кодировкой углов положения всех нитей.
Предоставлено: Фархад Юсеф-Заде/Северо-Западный университет.
«Было неожиданностью внезапно обнаружить новую популяцию структур, которые, кажется, указывают в направлении черной дыры», — сказал Юсеф-Заде. «Я был ошеломлен, когда увидел это. Нам пришлось проделать большую работу, чтобы установить, что мы не обманываем себя. И мы обнаружили, что эти нити не случайны, а, похоже, связаны с истечением нашей черной дыры. Изучая их, мы могли бы узнать больше о вращении черной дыры и ориентации аккреционного диска. Приятно, когда находишь порядок посреди хаотического поля ядра нашей галактики».
Эксперт в области радиоастрономии, Юсеф-Заде является профессором физики и астрономии Северо-Западного колледжа искусств и наук им. Вайнберга и членом CIERA.
Изображение галактического центра MeerKAT с цветовой кодировкой углов положения коротких радиальных нитей.
Предоставлено: Фархад Юсеф-Заде/Северо-Западный университет.
Десятилетия в создании
Новое открытие может стать неожиданностью, но Юсеф-Заде не привыкать раскрывать тайны в центре нашей галактики, расположенной в 25 000 световых лет от Земли. Последнее исследование основано на четырех десятилетиях его исследований. После первого открытия вертикальных нитей в 1984 году с Марком Моррисом и Доном Чансом Юсеф-Заде вместе с Яном Хейвудом и их сотрудниками позже обнаружил два гигантских радиоизлучающих пузыря возле Стрельца A*. Затем, в серии публикаций в 2022 году, Юсеф-Заде (в сотрудничестве с Хейвудом, Ричардом Арентом и Марком Уордлом) обнаружил почти 1000 вертикальных нитей, которые появлялись парами и группами, часто уложенными на равном расстоянии друг от друга или рядом друг с другом, как струны на арфе.
Юсеф-Заде связывает поток новых открытий с усовершенствованными радиоастрономическими технологиями, в частности с телескопом MeerKAT Южноафриканской радиоастрономической обсерватории (SARAO). Чтобы точно определить нити, команда Юсефа-Заде использовала метод удаления фона и сглаживания шума на изображениях MeerKAT, чтобы изолировать нити от окружающих структур.
«Новые наблюдения MeerKAT изменили правила игры», — сказал он. «Развитие технологий и специальное время наблюдений дали нам новую информацию. Это действительно техническое достижение радиоастрономов».
Схематическая диаграмма истечения из Стрельца А*, центральной сверхмассивной черной дыры Млечного Пути.
Предоставлено: Фархад Юсеф-Заде/Северо-Западный университет.
Горизонтальное против вертикального
Изучая вертикальные нити в течение десятилетий, Юсеф-Заде был потрясен, обнаружив их горизонтальные аналоги, которым, по его оценкам, около 6 миллионов лет. «Мы всегда думали о вертикальных нитях и их происхождении», — сказал он. «Я привык к тому, что они стоят вертикально. Я никогда не думал, что в самолете могут быть другие».
Хотя обе популяции состоят из одномерных нитей, которые можно наблюдать с помощью радиоволн и, по-видимому, связаны с деятельностью в галактическом центре, на этом сходство заканчивается.
Вертикальные нити перпендикулярны галактической плоскости; горизонтальные нити параллельны плоскости, но направлены радиально к центру галактики, где находится черная дыра. Вертикальные нити являются магнитными и релятивистскими; горизонтальные нити излучают тепловое излучение. Вертикальные нити охватывают частицы, движущиеся со скоростями, близкими к скорости света; горизонтальные нити, по-видимому, ускоряют тепловой материал в молекулярном облаке.
Есть несколько сотен вертикальных нитей и всего несколько сотен горизонтальных нитей. А вертикальные нити высотой до 150 световых лет намного превосходят по размеру горизонтальные нити, длина которых составляет всего от 5 до 10 световых лет. Вертикальные нити также украшают пространство вокруг ядра галактики; кажется, что горизонтальные нити расходятся только в одну сторону, указывая на черную дыру.
«Одним из наиболее важных последствий радиального оттока, который мы обнаружили, является ориентация аккреционного диска и струйный отток от Стрельца A* вдоль галактической плоскости», — сказал Юсеф-Заде.
Изображение галактического центра MeerKAT с цветовыми углами положения длинных вертикальных нитей.
Предоставлено: Фархад Юсеф-Заде/Северо-Западный университет.
«Наша работа никогда не заканчивается»
Новое открытие наполнено неизвестными, и работа Юсеф-Заде по разгадке его тайн только началась. На данный момент он может только рассмотреть правдоподобное объяснение механизмов и происхождения новой популяции.
«Мы думаем, что они должны были возникнуть в результате какой-то деятельности, которая произошла несколько миллионов лет назад», — сказал Юсеф-Заде. «Похоже, это результат взаимодействия этого истекающего материала с объектами рядом с ним. Наша работа никогда не заканчивается. Нам всегда нужно делать новые наблюдения, постоянно подвергать сомнению наши идеи и подтачивать наш анализ».
