Объяснены таинственные пузыри, испускающие гамма-лучи вокруг центра Млечного Пути

Ученый из Токийского столичного университета показал, что излучающие гамма-лучи пузыри вокруг центра Млечного Пути были созданы быстрыми ветрами, дующими наружу, и связанным с ними «обратным ударом». Численное моделирование успешно воспроизвело температурный профиль, наблюдаемый с помощью рентгеновского телескопа. Такие истечения наблюдались и в других галактиках; это открытие предполагает, что подобные ветры могли дуть в нашей собственной галактике до недавнего времени.

Вселенная полна массивных небесных объектов, которые еще предстоит объяснить. Среди них «пузыри Ферми», названные так потому, что они были впервые обнаружены космическим гамма-телескопом «Ферми» в 2010 году.

Эти пузыри представляют собой огромные области, излучающие гамма-лучи, которые простираются по обе стороны от центра Млечного Пути примерно на 50 000 световых лет, выступая из плоскости галактики подобно воздушным шарам, как показано на рисунке ниже. Несмотря на огромные масштабы, механизм их образования еще предстоит расшифровать.

Теперь профессор Ютака Фуджита из Токийского столичного университета представил теоретические доказательства, демонстрирующие, как такие объекты могли быть сформированы.

С момента их открытия было выдвинуто множество гипотез об образовании пузырей Ферми, включая взрывную активность центральной сверхмассивной черной дыры, ветры от черной дыры и устойчивую активность звездообразования.

Сравнение этих сценариев является сложной задачей, но доступность современных рентгеновских наблюдений со спутника Suzaku дает возможность сравнить измерения с тем, что астрономы ожидают от различных сценариев.

В симуляциях учитывались быстрые исходящие из черной дыры ветры, передающие необходимую энергию в газ, окружающий центр галактики. Сравнив с измеренными профилями, ученый обнаружил, что существует большая вероятность того, что пузыри Ферми образуются из-за быстрых ветров, дующих со скоростью 1000 км в секунду в течение 10 миллионов лет.

Это не ветры, как мы ощущали бы их на Земле, а потоки сильно заряженных частиц, движущихся с высокими скоростями и распространяющихся в космическом пространстве.

Такие ветры распространяются наружу и взаимодействуют с окружающим газом, вызывая обратный толчок, который создает характерный температурный пик. Пузыри Ферми соответствуют объему внутри этого фронта обратной ударной волны.

Важно отметить, что моделирование также показало, что мгновенный взрыв в центре не мог воспроизвести профили, измеренные телескопом, что придает вес сценарию, основанному на устойчивых ветрах, создаваемых центральной черной дырой.

Автор отмечает, что ветры, предсказанные моделированием, аналогичны потокам, наблюдаемым в других галактиках. Соответствие предполагает, что такие же массивные выбросы, наблюдаемые в других частях Вселенной, до недавнего времени присутствовали и в нашей Галактике.