Астрономія
Астрономія

Обсерваторія «Чандра» створила детальну мапу центру Чумацького Шляху

Астрономи скористалися обсерваторією «Чандра», щоб детально дослідити центр Чумацького Шляху. Вони виявили комплекс рентгенівських філаментів та витягнутих структур, що пов’язані із взаємодією магнітних полів. Стаття про це надрукована у журналі Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

Рентгенівський спектр: NASA, CXC, UMass, Q.D. Wang; Радіовипромінювання: NRF, SARAO, MeerKAT

Рентгенівський спектр: NASA, CXC, UMass, Q.D. Wang; Радіовипромінювання: NRF, SARAO, MeerKAT

Які процеси відбуваються у центрі нашої галактики?

Середовище у центрі Чумацького Шляху характеризується високими температурами, густиною, турбулентною швидкістю і потужним магнітним полем. Крім того, воно зазнає сильного гравітаційного припливу навколо Стрілець A*, центральної надмасивної чорної діри. У недалекому минулому вона була активною, тобто роздирала матеріал, що дуже вплинуло на структуру, кінематику та іонізацію міжзоряного середовища галактики та за її межами. Навколо Стрілець A* існують одні з найбільш масивних молодих скупчень зірок в Чумацькому Шляху. Густий газ знаходиться переважно в так званій центральній молекулярній зоні, включаючи й вигнуте кільце та потоки гігантських молекулярних хмар, що обертаються навколо чорної діри. У наймасивніших хмарах, як-от регіон Стрілець В2, відбуваються спалахи зореутворення.

Нещодавно дослідження у рентгенівському та радіодіапазоні виявили зв’язок процесів у галактичному центрі з великими енергійними структурами в балджі (опуклій частині галактики) та гало (великій сферичні області навколо галактики, заповненій розрідженим газом, темною матерією та кулястими скупченнями зірок).Так, гарячі плазмові шлейфи виходять з центру Чумацького Шляху та дістають високих галактичних широт. Найпомітнішими є широкомасштабні дифузні радіолоби, а також численні вузькі філаменти або їх скупчення.

Що досліджувала «Чандра»?

Щоб зрозуміти природу цих міжзоряних структур та їхній зв’язок із галактичними енергетичними явищами, а також активністю в галактичному центрі, дослідники побудували рентгенівську мапу регіону із високою роздільною здатністю. Також дослідники вивчили взаємодію галактичного центру із балджем. Для цього науковці використали як архівні, так і нові спостереження «Чандри». Це дозволило провести спектральний аналіз окремих рентгенівських точкових джерел, виявлених під час дослідження. Зокрема, науковці отримали змогу вивчити рентгенівський філамент G0.17- 0,41, який є найпомітнішою вертикальною структурою, виявленою «Чандрою». Також астрономи поєднали отримані дані із даними в інших діапазонах спектру.

Chandra / YouTube

Що побачили астрономи?

Дослідники зафіксували близько 10 тисяч джерел у досліджуваному регіоні. Вони отримали детальні зображення пару дифузних рентгенівських шлейфів, що виходять з галактичного центру. Південний шлейф колімований, тобто тонкий та містить паралельні потоки, і добре співпадає із нещодавно виявленим радіолобом. Така асоціація вказує на те, що дифузна гаряча плазма в шлейфі обмежена сильно намагніченим середовищем. На відміну від цього, північний шлейф просторово зміщений від відомих радіолобів. Це підтверджує, що така структура є переднім планом області іонізованого водню.

Філаменти виділені червоним прямокутниками, зеленим позначені яскраві рентгенівські джерела, фіолетовим – зоряні скупчення. Також на зображені підписані Стрілець А*, Стрілець С, Холодна газова хмара. Рентгенівський спектр: NASA, CXC, UMass, Q.D. Wang; Радіовипромінювання: NRF, SARAO, MeerKAT

Філаменти виділені червоним прямокутниками, зеленим позначені яскраві рентгенівські джерела, фіолетовим – зоряні скупчення. Також на зображені підписані Стрілець А*, Стрілець С, Холодна газова хмара. Рентгенівський спектр: NASA, CXC, UMass, Q.D. Wang; Радіовипромінювання: NRF, SARAO, MeerKAT

Щодо філамента G0.17-0.41, то астрономи дійшли висновку: він утворився внаслідок події магнітного перез’єднання, під час якого лінії магнітного поля сходяться та перебудовуються, а магнітна енергія перетворюється на кінетичну і термальну, а також сприяє прискоренню частинок. Такі події, як правило, відбуваються на зовнішніх кордонах шлейфів або оболонок щільного газу, де стикаються та ск4ручуються сильні магнітні поля різних напрямків. Дослідники вважають, що у регіоні варто шукати більше структур, подібних G0.17-0.41, що утворюються в результаті магнітного перез’єднання. Більшість таких подій, ймовірно, спричиняють занадто слабке або занадто дифузне випромінювання рентгенівських променів, яке складніше зафіксувати. Такі явища можуть зіграти важливу роль у виробництві високотемпературної оптично тонкої теплової плазми, що прискорює космічні промені, керуває турбулентністю та регулюває глобальні міжзоряні структури у галактичному центрі та поза ним.