В центре нашей Галактики находится сверхмассивная черная дыра Стрелец A*. Для ученых это шанс наблюдать близко, как она излучает, поглощает и выбрасывает материю. Аккреционный диск Стрельца A* формируется ветрами от молодых звезд, теряющих массу. Что происходит в этом районе, до сих пор не ясно. Сейчас ученые представили результаты самого продолжительного и подробного исследования центра Млечного Пути, проведенного телескопом NASA «Джеймс Уэбб» в 2023-2024 годах.
Группа астрофизиков из США, возглавляемая учеными из Северо-Западного университета, для наблюдения за Стрельцом А* применяла камеру ближнего инфракрасного диапазона. NIRCam телескопа «Джеймс Уэбб»Данный прибор способен наблюдать за крайне малозаметными объектами при продолжительном времени экспозиции. Результаты функционирования опубликованы в журнале The Astrophysical Journal Letters.
Камера NIRCam В течение года наблюдатель фиксировал центр Галактики интервалами от восьми до десяти часов, суммарно затратив 48 часов. Это позволило составить картину трансформаций черной дыры со временем. Оказалось, что она активнее, чем думали исследователи.
Аккреционный диск звезды-гиганта без перерыва выпускал «фейерверки» разной яркости и длительности: некоторые были тусклыми мерцаниями, протянувшимися на несколько секунд, другие — ослепительными вспышками, длившимися дни. Были и очень слабые мерцания, которые тлели месяцами.
«Так ведут Все сверхмассивные черные дыры уникальны, но наша особенна: она постоянно активна и никогда не достигает стабильного состояния. Мы наблюдали ее в 2023-м и 2024-м годах и всегда видели изменения. Она никогда не оставалась прежней, — подчеркнул Фархад Юсеф-Заде из Северо-Западного университета, первый автор статьи.
Исследователи не обнаружили закономерностей в активности черной дыры. Процессы, происходящие вокруг нее, пока остаются не вполне понятными. Предполагается, что короткие и длинные вспышки могут иметь разное происхождение. Если аккреционный диск представить как реку, то мелкие всполохи — это случайная рябь, а длительные вспышки больше напоминают приливные волны, вызванные более мощными событиями.
По мнению Юсеф-Заде, мелкие возмущения в аккреционном диске, вероятно, порождают слабые мерцания, подобные солнечным вспышкам.
Процесс магнитного переподключения может порождать яркие вспышки излучения. Это столкновение двух магнитных полей, результатом которого является высвобождение энергии в виде ускоренных частиц.
Ученые обнаружили новое необычное явление: изменения яркости при наблюдении на длине волны 4,8 микрона отставали от изменений на 2,1 микрона на 3-40 секунд. Это может быть связано с тем, что частицы на коротких длинах волн быстрее теряют энергию во время вспышки по сравнению с длинными. Такое поведение свойственно частицам, вращающимся вокруг линий магнитного поля.
Для продолжения работы необходим увеличение времени непрерывного наблюдения за Стрельцом А*. Юсеф-Заде и сотрудники направили заявку на проведение 24-часовых сеансов.