В центре Млечного Пути обнаружены загадочные штрихи

В начале 1980-х Фархад Юсеф-Заде из Северо-Западного университета обнаружил гигантские одномерные нити, свисающие вертикально около Стрельца А*, центральной сверхмассивной черной дыры нашей галактики. Теперь Юсеф-Заде и его сотрудники обнаружили новую популяцию нитей, но они намного короче и лежат горизонтально или радиально, расходясь, как спицы в колесе, из черной дыры.

Хотя две популяции филаментов имеют несколько общих черт, Юсеф-Заде предполагает, что у них разное происхождение. Пока вертикальные нити пронизывают галактику, возвышаясь на 150 световых лет, горизонтальные нити больше похожи на точки и тире азбуки Морзе, акцентирующие только одну сторону Стрельца A*.

«Было неожиданностью внезапно обнаружить новую популяцию структур, которые указывают в направлении черной дыры», — сказал Юсеф-Заде. «Я был ошеломлен, когда увидел это. Нам пришлось проделать большую работу, чтобы установить, что не обманываем себя. И мы обнаружили, что эти нити не случайны, а связаны с истоком черной дыры. Изучая их, мы могли бы узнать больше о вращении черной дыры и ориентации аккреционного диска. Приятно, когда находишь порядок посреди хаотического поля ядра галактики».

Новое открытие может стать неожиданностью, но Юсеф-Заде не привыкать раскрывать тайны в центре нашей галактики, расположенной в 25 000 световых лет от Земли. Последнее исследование основано на четырех десятилетиях его исследований. После первого открытия вертикальных нитей в 1984 году с Марком Моррисом и Доном Чансом Юсеф-Заде вместе с Яном Хейвудом и их сотрудниками позже обнаружил два гигантских радиоизлучающих пузыря возле Стрельца A*. Затем, в серии публикаций в 2022 году, Юсеф-Заде (в сотрудничестве с Хейвудом, Ричардом Арентом и Марком Уордлом) обнаружил около 1000 вертикальных нитей, которые появлялись парами и группами, часто расположенные на равном расстоянии друг от друга или рядом друг с другом, как струны на арфе.

Юсеф-Заде связывает поток новых открытий с усовершенствованными технологиями радиоастрономии, в частности с телескопом MeerKAT Южноафриканской радиоастрономической обсерватории (SARAO). Чтобы точно определить нити, команда Юсефа-Заде использовала метод удаления фона и сглаживания шума на изображениях MeerKAT, чтобы изолировать нити от окружающих структур.

«Новые наблюдения MeerKAT изменили правила игры», — сказал он. «Развитие технологий и специальное время наблюдений дали новую информацию. Это действительно техническое достижение радиоастрономов».

Изучая вертикальные нити в течение десятилетий, Юсеф-Заде был потрясен, обнаружив их горизонтальные аналоги, которым, по его оценке, около 6 миллионов лет. «Мы всегда думали о вертикальных нитях и их происхождении», — сказал он. «Я привык к тому, что они стоят вертикально. Никогда не думал, что они могут быть другие».

Хотя обе популяции состоят из одномерных филаментов, которые можно наблюдать с помощью радиоволн и связаны с активностью в галактическом центре, на этом сходство заканчивается.

Вертикальные нити перпендикулярны галактической плоскости; горизонтальные нити параллельны плоскости, но направлены радиально к центру галактики, где находится черная дыра. Вертикальные нити являются магнитными и релятивистскими; горизонтальные нити излучают тепловое излучение. Вертикальные нити охватывают частицы, движущиеся со скоростями, близкими к скорости света; горизонтальные нити ускоряют тепловой материал в молекулярном облаке.

Есть несколько сотен вертикальных нитей и всего несколько сотен горизонтальных нитей. А вертикальные нити высотой до 150 световых лет намного превосходят размер горизонтальных нитей, длина которых составляет от 5 до 10 световых лет. Вертикальные нити также украшают пространство вокруг ядра галактики; кажется, что горизонтальные нити расходятся только в одну сторону, указывая на черную дыру.

«Одним из наиболее важных последствий радиального оттока, который мы обнаружили, является ориентация аккреционного диска и отток от Стрельца A* вдоль галактической плоскости», — сказал Юсеф-Заде.

Новое открытие наполнено неизвестными, и работа Юсеф-Заде по разгадке этих тайн только началась. На данный момент он может только рассмотреть правдоподобное объяснение механизмов и происхождения новой популяции.

«Мы думаем, что они должны были возникнуть в результате какой-то деятельности, которая произошла несколько миллионов лет назад», — сказал Юсеф-Заде. «Похоже, это результат взаимодействия истекающего материала с объектами рядом с ним. Наша работа никогда не заканчивается. Нам всегда нужно делать новые наблюдения, постоянно проверять наши идеи и уточнять наш анализ».