Около 3,5 миллионов лет назад сверхмассивная черная дыра в центре нашей галактики Млечный путь выпустила огромный всплеск энергии. Наши первобытные предки, уже живущие на африканских равнинах, вероятно, засвидетельствовали бы эту вспышку как призрачное сияние высоко над головой в созвездии Стрельца. Это могло бы продолжаться в течение 1 миллиона лет.
Теперь, спустя несколько веков, астрономы используют уникальные возможности космического телескопа Хаббл НАСА, чтобы раскрыть еще больше подсказок об этом катастрофическом взрыве. Взглянув на далекую окраину нашей галактики, они обнаружили, что прожектор черной дыры достиг настолько дальнего космоса, что осветил огромный газовый поток, тянущийся за двумя спутниковыми галактиками Млечного Пути: Большим Магеллановым Облаком (БМО) и его спутником, Малое Магелланово Облако (ММО).
Вероятно, взрыв черной дыры был вызван большим водородным облаком, в 100 000 раз превышающим массу Солнца, падающим на диск из материала, закрученного рядом с черной дырой. В результате всплеска были выброшены конусы пузырящейся ультрафиолетовой радиации выше и ниже плоскости галактики и глубоко в космос.
Радиационный конус, вырвавшийся из Южного полюса Млечного Пути, осветил массивную лентообразную газовую структуру, называемую Магеллановым потоком. Вспышка осветила часть потока, ионизируя его водород (достаточно, чтобы создать 100 миллионов Солнц), лишая атомы их электронов.
«Вспышка была настолько мощной, что осветила поток, как рождественскую елку - это было катастрофическое событие!» - сказал главный исследователь Эндрю Фокс из Научного Института космических телескопов (STScI) в Балтиморе, штат Мэриленд. «Это показывает нам, что различные области галактики связаны - то, что происходит в галактическом центре, имеет значение для того, что происходит в Магеллановом потоке. Мы узнаем о том, как черная дыра влияет на галактику и ее окружение».
Команда Фокса использовала ультрафиолетовые возможности Хаббла, чтобы исследовать поток, используя фоновые квазары - яркие ядра далеких активных галактик - как источники света. Спектрограф Хаббла Cosmic Origins может видеть отпечатки ионизированных атомов в ультрафиолетовом свете от квазаров. Астрономы изучили линии визирования на 21 квазар далеко за Магеллановым потоком и 10 за другой особенностью, называемой Leading Arm (Ведущей рукой), изодранной и разорванной газообразной «рукой», которая предшествует БМО и ММО на их орбите вокруг Млечного пути.
«Когда свет от квазара проходит через интересующий нас газ, часть света с определенной длиной волны поглощается атомами в облаке», - сказала Элейн Фрейзер из STScI, которая проанализировала линии спектра и обнаружила новые тенденции в данных. «Когда мы смотрим на спектр света от квазара на определенных длинах волн, мы видим свидетельства поглощения света, при прохождении через облако. Из этого мы можем сделать выводы о самом газе».
Команда нашла доказательства того, что ионы были созданы в Магеллановом потоке энергичной вспышкой. Взрыв был настолько мощным, что осветил поток, хотя эта структура находится на расстоянии около 200 000 световых лет от центра галактики.
В отличие от Магелланова потока, Leading Arm не показала свидетельства того, что она была освещена вспышкой. Это говорит о том, что Leading Arm не находится прямо под южным галактическим полюсом, поэтому она не была осыпана радиацией взрыва.
То же событие, которое вызвало радиационную вспышку из горячей плазмы, сейчас возвышается на 30 000 световых лет выше и ниже плоскости нашей галактики. Эти невидимые пузырьки весом в миллионы Солнц называются пузырьками Ферми. Их энергетическое гамма-излучение было обнаружено в 2010 году космическим телескопом НАСА им. Ферми. В 2015 году Фокс использовал ультрафиолетовую спектроскопию Хаббла для измерения скорости расширения и состава этих круглых долей.
Теперь его команде удалось протянуть руку Хаббла за пределы пузырей. «Мы всегда думали, что Пузыри Ферми и Магелланов поток отделены друг от друга и не связаны друг с другом и делают свои вещи в разных частях гало галактики», - сказал Фокс. «Теперь мы видим, что одна и та же мощная вспышка от центральной черной дыры нашей галактики сыграла главную роль для обеих субстанций».
Это исследование стало возможным только благодаря уникальной ультрафиолетовой способности Хаббла. Из-за фильтрующих эффектов земной атмосферы ультрафиолетовое излучение не может быть изучено с земли. «Это очень богатая область электромагнитного спектра - в ультрафиолете можно измерить множество характеристик», - пояснил Фокс. «Если вы работаете в оптическом и инфракрасном диапазонах, вы их не видите. Вот почему мы должны идти в космос, чтобы сделать это. Для такого рода работ Хаббл - единственный игрок в поле».
Результаты этого исследования будут опубликованы в Astrophysical Journal, а также были представлены на пресс-конференции 2 июня 2020 года на 236-м заседании Американского астрономического общества.
По информации https://www.astronews.ru/cgi-bin/mng.cgi?page=news&news=20200603134056
