В центре нашей Галактики находится сверхмассивная черная дыра Стрелец A*. Ученые видят ее как близкое место для наблюдения излучения, поглощения и выбрасывания материи. Аккреционный диск Стрельца A* сформирован ветрами от молодых звезд, теряющих массу. Непонятным остается то, что происходит в этом районе. Теперь исследователи опубликовали результаты самого продолжительного и подробного исследования центра Млечного Пути, проведенного телескопом NASA «Джеймс Уэбб» в 2023-2024 годах.
Астрофизики из США, работающие под руководством специалистов Северо-Западного университета, применили камеру, чувствительную к ближнему инфракрасному излучению, для изучения Стрельца А NIRCam телескопа «Джеймс Уэбб». Этот инструмент позволяет отслеживать даже малозаметные объекты при использовании длительной выдержки. Полученные данные 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.
Вокруг черной дыры аккреционный диск непрерывно излучал вспышки различной интенсивности и продолжительности. Некоторые из них были едва заметными и длились всего несколько секунд, другие же представляли собой ослепительно яркие извержения, происходящие ежедневно. Также наблюдались и очень слабые мерцания, сохраняющиеся в течение месяцев.
«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.
Исследователи не выявили каких-либо закономерностей в активности черной дыры. Происходящие процессы пока остаются непонятными, однако выдвинута гипотеза о том, что короткие и длинные вспышки могут иметь разную природу. Если аккреционный диск сравнить с рекой, то небольшие всплески активности можно интерпретировать как случайные колебания, а продолжительные вспышки больше напоминают приливные волны, вызванные более масштабными событиями.
Юсеф-Заде отмечает, что незначительные колебания в аккреционном диске, скорее всего, являются причиной слабых мерцаний, которые по своей сути напоминают солнечные вспышки.
Интенсивные вспышки света могут возникать в результате перестройки магнитных полей. Этот процесс, известный как магнитное переподключение, представляет собой взаимодействие двух магнитных полей, в ходе которого энергия высвобождается посредством ускорения частиц.
Был зафиксирован еще один необычный феномен. Изменение яркости при наблюдении на длине волны 4,8 микрона отставало от изменений на 2,1 микрона на 3-40 секунд. Подобная задержка объясняется тем, что частицы на более коротких длинах волн быстрее рассеивали энергию во время вспышки по сравнению с частицами на более длинных. Характерное поведение отмечается у частиц, находящихся в вращении вокруг линий магнитного поля.
Продолжение работ нуждается в увеличении времени непрерывного наблюдения за Стрельцом А*. Юсеф-Заде вместе с соавторами направили заявку на проведение 24-часовых сеансов.