Вчені розкрили основну таємницю найближчої до Землі надмасивної чорної діри.

Ця чорна діра вже понад 50 років ставить наукову спільноту перед складними питаннями.

Дослідники стверджують, що виявили ознаки космічного вітру, що виходить з надмасивної чорної діри в центрі Чумацького Шляху. Це може допомогти розгадати одну з найстаріших загадок астрономії, повідомляє CNN.

У статті зазначається, що “Стрілець А*” є величезною чорною дірою масою приблизно 4 мільйони Сонць. Вона вже понад 50 років ставить наукову спільноту в складне становище.

Фізичні закони стверджують, що “Стрілець А*”, як і всі чорні діри, повинна не лише поглинати матерію, але й викидати її у вигляді вітру або струменів. Проте вона поводиться дивно тихо.

Попри десятиліття досліджень, вчені змогли виявити лише сліди викидів вітру, що датуються більше ніж 20 000 років тому, але не пізніше.

“Це наша найближча та найретельніше вивчена чорна діра. Це єдина чорна діра, навколо якої ми можемо спостерігати всі фізичні процеси, і, тим не менш, здавалося, що в неї немає вітру. Кожна чорна діра у Всесвіті веде себе однаково, але ця, що найближча до нас, відрізняється. Це було величезною проблемою”, – зазначив науковий співробітник і доцент Північно-Західного університету в Еванстоні Марк Горскі.

Тепер, після п’яти років спостережень, Горскі разом зі своїми колегами, ймовірно, виявили ознаки наявності вітру. Дослідники створили надзвичайно детальне зображення області навколо чорної діри. На цьому зображенні вони виявили велику конусоподібну порожнину, позбавлену холодного газу.

У своєму дослідженні вчені припустили, що ця структура могла сформуватися лише під впливом вітру з гарячого газу, що виходить безпосередньо від самого об’єкта.

“Вітер чорної діри діє як фен. Він дме гарячим турбулентним повітрям на холоднішу й щільнішу матерію, наприклад, на ваше вологе волосся. Вітер достатньо теплий і сильний, щоб нагріти й висушити ваше мокре волосся, а також злегка його підняти – але не настільки сильний, щоб повністю здути волосся з голови”, – пояснив Горскі.

У статті зазначено, що вчені раніше спостерігали подібні викиди – як у вигляді вузьких струменів, так і у вигляді широких вітрів – з надмасивних чорних дір у центрах інших галактик. Професор астрономії Університету Меріленда в Коледж-Парку Крістофер Рейнольдс підкреслив, що ці викиди відіграють важливу роль у тому, як чорна діра передає енергію своїй галактиці та регулює її зростання.

Як вчені досягли прориву

Дослідники повідомили, що за допомогою радіотелескопів Atacama Large Millimeter Array вони створили найдетальнішу на сьогодні карту холодного газу навколо “Стрільця A*”. Потім вони усунули всі радіоперешкоди, що виходили від цього об’єкта. Зображення показало порожнину довжиною приблизно 3 світлових роки з кутом розкриття 45 градусів, що веде назад до самої чорної діри.

За допомогою космічного телескопа “Чандра” дослідники підтвердили, що холодний газ у цій області формується під впливом гарячої плазми, або зарядженого електрикою газу, що надходить із центру Галактики.

“Якби холодний газ знаходився перед гарячою плазмою або за нею, сильної кореляції не було б. Хоча ми й не виявили безпосередньо частинок, що рухаються у вітрі, нам вдалося визначити напрямок та енергію цього вітру”, – розповів Горскі.

Вчений зазначив, що існує дві основні причини, чому виявлення цього вітру зайняло понад півстоліття з моменту першого спостереження “Стрільця А*” у 1970-х роках. По-перше, лише зараз прилади стали достатньо досконалими, щоб “бачити” крізь газ і пил, розташовані між Землею та центром нашої галактики. Друга причина, за словами Горскі, полягає в тому, що “Стрілець А*” перебуває в періоді затишшя, через що вітер слабший і, отже, його набагато складніше виявити.

“Наші результати, по суті, свідчать про те, що у цієї чорної діри також є вітер, тож у цьому немає нічого дивного, і фізика чорних дір загалом працює так, як ми й очікували. Але вітер було важко виявити, оскільки він був дуже слабким. Ніколи раніше ми не спостерігали слабкого вітру, що виходить із чорної діри”, – зазначили вчені.

Вчені вперше спостерігали коливання простору-часу поблизу чорної діри

Раніше астрономи повідомили про перше пряме виявлення вихрового спотворення в просторі-часі, спричиненого чорною дірою, що швидко обертається. Це явище називається прецесією Лензе-Тіррінга, також відомою як відносність інерції.

Дослідники спостерігали, як зірка була знищена після того, як надзвичайно близько наблизилася до надмасивної чорної діри. Розірвана зірка показала обертовий диск і струмені.