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
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
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.