Обнаружены свидетельства недавней активности чёрной дыры в центре Млечного Пути

Рассмотрев рентгеновское излучение молекулярных облаков, находящихся в центральной области Галактики, японские астрономы заключили, что это излучение было вызвано рентгеновской вспышкой сверхмассивной чёрной дыры Стрелец A*

Сотрудники Киотского университета (Япония) обнаружили следы рентгеновской вспышки сверхмассивной чёрной дыры в центре Млечного Пути.

Возможность оценивать недавнюю активность чёрной дыры — Стрельца A* — дают рентгеновские наблюдения галактического центра и расположенных здесь гигантских молекулярных облаков (МО). Последние содержат нейтральное железо, K-альфа и K-бета линии которого и выявляют телескопы. Этим линиям соответствуют энергии в 6,40 и 7,06 кэВ и переходы электрона на К-оболочку с L-оболочки (K-альфа) и М-оболочки (К-бета).

Облака имеют чрезвычайно низкую температуру и самостоятельно создать условия для испускания K-альфа и K-бета не могут. Инициировать этот процесс должны какие-то внешние воздействия, и наиболее разумной считается гипотеза о рентгеновском облучении МО: в её пользу свидетельствуют отмеченные астрономами быстрые (происходящие за несколько лет) изменения вида К-линий, вызвать которые в МО размером порядка 10 световых лет способны только фотоны. Эта гипотеза также предсказывает появление излучения в жёстком рентгеновском диапазоне, обусловленного томсоновским рассеянием падающего излучения, и в 2010 году астрономы зарегистрировали ожидаемые жёсткие (20–60 кэВ) рентгеновские лучи при наблюдении облака Стрелец В2.

Следовательно, излучение МО можно представить себе как «эхо» более интенсивного рентгеновского излучения, испускаемого неким астрофизическим объектом. Логично предположить, что этим объектом был Стрелец А*, расположенный в нескольких сотнях световых лет от молекулярных облаков, но исключить другие варианты учёные не могли: им не хватало чёткой оценки светимости источника, облучающего МО. Если бы светимость оказалась достаточно высокой, все кандидаты, кроме сверхмассивной чёрной дыры, были бы вычеркнуты автоматически.

Рентгеновские спектры Стрельца В2 (сверху) и M0.74−0.09 (иллюстрация из Astrophysical Journal Letters).
Рентгеновские спектры Стрельца В2 (сверху) и M0.74−0.09 (иллюстрация из Astrophysical Journal Letters).

Новые наблюдения центра Галактики были проведены в октябре 2005-го и сентябре 2009-го с помощью установленного на борту спутника Suzaku спектрометра XIS. В изученную область попали два МО — Стрелец В2 и M0.74−0.09.

При сравнении спектров, снятых в 2005-м и 2009-м, японцы отметили явное уменьшение потока рентгеновского излучения от Стрельца В2 и M0.74−0.09, которое затрагивает и К-линии железа, и область более высоких (8–10 кэВ) энергий. По результатам измерений была рассчитана минимальная светимость, необходимая для создания «эха», — 4•1037 эрг/с. Это значение, недостижимое для известных стабильных и кратковременных источников излучения в галактическом центре, может соответствовать только рентгеновской вспышке Стрельца А*, произошедшей (с точки зрения наблюдателя на Земле) несколько веков назад. Временнóй интервал здесь, как несложно догадаться, отвечает расстоянию между Стрельцом А* и молекулярными облаками.

Схема возникновения рентгеновского «эха». Поскольку МО неоднородны, яркость «эха» зависит от точки его зарождения; можно предположить, что излучение, наблюдавшееся в 2005-м, испускалось в областях высокой плотности, а в 2009-м — на участках низкой плотности. Проведённая справа парабола — это «линия одинаковой временной задержки», то есть линия, на которой «эхо» от Стрельца В2 (Sgr B2) и M0.74−0.09 доходят до наблюдателя на Земле одновременно. Расстояния указаны в световых годах. (Иллюстрация из Astrophysical Journal Letters.)

Полная версия отчёта опубликована в издании Astrophysical Journal Letters; препринт статьи можно скачать с сайта arXiv.

Подготовлено по материалам Technology Review.

16 Сентября 2011, 2:53    Den    5567    0

Нет комментариев.

Только зарегистрированные пользователи могут оставлять комментарии. Войдите или зарегистрируйтесь пожалуйста.