Астрономы при помощи компьютерного моделирования установили возраст пузырей Ферми и eROSITA — гигантских структур, наблюдаемых в центральной зоне Млечного Пути. Предполагается, что 2,6 миллиона лет назад сверхмассивная черная дыра пережила всплеск активности, длительностью 100 тысяч лет, который породил два джета, инжектировавших в среду Млечного Пути частицы высоких энергий. Статья опубликована в журнале Nature Astronomy.

В 2010 году гамма-телескоп «Ферми» обнаружил новый элемент структуры Млечного Пути, названный пузырями Ферми. Они располагаются перпендикулярно плоскости галактики, излучают в микроволновом, рентгеновском и гамма-диапазонах и обладают огромными размерами — общая длина оценивается почти в половину диаметра Млечного Пути. Предполагается, что они могли возникнуть за счет активности сверхмассивной черной дыры в центре Млечного Пути или из-за вспышки звездообразования. В декабре 2020 года первая версия получила новое подтверждение, когда рентгеновская обсерватория «Спектр-РГ» при помощи телескопа eROSITA открыла еще одни пузыреобразные структуры в центре нашей галактики, морфология которых была удивительно схожа с пузырями Ферми.

Группа астрономов во главе с Карен Янг (Karen Yang) из Национального университета Цинхуа решила разобраться в природе пузырей Ферми и eROSITA при помощи компьютерных трехмерных гидродинамических моделирований энерговыделения в центральной зоне Млечного Пути. Ученые рассматривали две возможные гипотезы происхождения пузырей — модель лептонной струи, которая связана с недавней активностью черной дыры, и модель ускорения протонов космических лучей за счет ударных волн или турбулентности, которая предполагает звездообразование и взрывы сверхновых внутри пузырей.

Ученые пришли к выводу, что пузыри обоих типов и микроволновое излучение из центральной области Млечного Пути могут быть объяснены одним событием активности центральной сверхмассивной черной дыры, что привело к струйному биполярному выбросу, который инжектировал в среду Млечного Пути протоны космических лучей, ответственных за гамма-излучение.

При этом, из-за большого контраста давления в джетах по отношению к окружающей среде вещество струй расширилось в пару пузырей, подобно радиопузырям, наблюдаемым в скоплениях галактик, таким образом поверхности пузырей eROSITA и Ферми соответствуют передней ударной волне.

Ранее мы рассказывали о том, как астрономы уточнили массу сверхмассивной черной дыры в центре Млечного Пути.

Александр Войтюк