Гигантски рентгенови мехури, непознати досега на науката, са открити в нашата галактика

ВАНЯ МИЛЕВА | ПОСЛЕДНА ПРОМЯНА 11 декември 2020 в 00:07 



С помощта на най-чувствителното оборудване астрономите идентифицират огромни мехури радиация с неизвестен произход в ореола на Млечния път.


В центъра на галактиката ни двойка странни гигантски мехура излъчват радиация

Астрономи разкриват скрита по-рано структура в нашата галактика. Установено е, че съдържа гигантски мехури рентгенови лъчи, излъчващи се от центъра и простиращи се на огромни разстояния отвъд неймата спирала.

Тези мехури са толкова огромни, че абсорбират вече познатите мехури от гама лъчението на Ферми. Въпреки това според група астрофизици, ръководени от Питър Предел (Peter Predehl) от Института за извънземна физика на Макс Планк, Германия, вероятно двете явления по някакъв начин са свързани.

Ореолът на Млечния път над и под галактическата равнина е подходящо място за търсене на следи от явления, родени в центъра на галактиката. В сравнение с диска на Млечния път, този регион е сравнително празен и в него има малко материя, така че всяка енергийна активност може лесно да бъде открита в него - например и излъчване на радиация в междузвездната среда.

Но какво общо има това със загадъчните мехури на Ферми?

Открити от гама телескопа Ферми през 2010 г., тези структури са изпълнени с горещ газ и магнитни полета, които излъчват гама лъчи, разширяващи се от центъра на галактиката. Те се простират на девет килопарсека (29 354 светлинни години) във всяка посока, а общият им размер е 18 килопарсека!

Смята се, че тези мехури са показателни за минала активност в региона, въпреки че все още не знаем каква е била тази активност.

Различните предположения включват активно звездообразуване, когато в галактиката се раждат огромен брой звезди, или огнище на неподвижна в момента супермасивна черна дупка в центъра на Млечния път, когато е била по-активна.

Новото откритие може да даде контекст, който да помогне на учените да разтълкуват мистерията на мехурите на Ферми.

Данните за новото проучване са получени с помощта на рентгеновия телескоп eROSITA на борда на космическата обсерватория Spektr-RG. Той стартира през юли 2019 г. и е предназначен да извърши най-подробното изследване на космоса в рентгеновия спектър. И благодарение на невероятната си чувствителност eROSITA разкрива структури, които никой друг инструмент не можеше да различи достатъчно ясно.

Тези огромни структури се простират на 14 килопарсека (45 661 светлинни години) в двете посоки от галактическия център. При този размер те абсорбират напълно мехурите на Ферми. Но - въпреки че все още не знаем точната причина за мехурите - Предел и екипът му смятат, че те са резултат от едно и също събитие.

^{Червеният цвят показва мехурите на Ферми, синият - мехурите на eROSITA, Кредит: Predehl et al., Nature, 2020}

Особен интерес при наблюденията предизвиква структурите, получени с помощта на ROSAT, предшественик на eROSITA. Въпреки че по-ниската резолюция и чувствителност на ROSAT означават, че тези структури са видими само частично, на този етап вече са установени връзки с мехурите на Ферми. Но тези връзки стават по-ясни само с данните на eROSITA.

„Мехурите на Ферми и рентгенови лъчи, открити от eROSITA, показват поразителни морфологични прилики. Следователно приемаме, че мехурита на Ферми и новите огромни радиационни мехури са физически свързани. Наричахме новите структури „мехурите на eROSITA“. Нашето откритие потвърждава общия произход на тези два обекта“, пишат изследователите в статията си.

_{Мехурите на Ферми са в лилаво, eROSITA мехурите са в жълто. Кредит: Predehl et al., Nature, 2020}

Въпреки че те може да са свързани, има някои важни разлики между мехурите на Ферми и на eROSITA. Първо, мехурите на Ферми са елипсовидни, а мехурите на eROSITA изглеждат почти сферични.

Второ, мехурите на eROSITA са много по-големи и са сравними по размер с галактическия диск, казват изследователите. Те идентифицират и две различни структури в мехурите на eROSITA. Външната граница на мехурите на eROSITA свети ярко в рентгенови лъчи, което показва, че газът на границата е по-горещ от газа във вътрешността. Това е в съответствие с фронт на ударна вълна, който се разпространява през галактическия ореол в резултат на някакво енергийно събитие, генерирало тези мехури.

Друга структура е границата между мехурите на eROSITA и мехурите на Ферми вътре в тях. Екипът интерпретира това като контактен разрив, границата, която разделя нагрятата от удара междузвездна среда извън мехурите на Ферми от ударната вълна вътре в тях.

Това стеснява търсенето на иницииращото събитие, тъй като за раздуване на мехурите на eROSITA се изисква значително повече енергия. Например те биха могли да се раздуят от активността на галактиката в период на звездообразуване, но мехурите се намират в граничната зона дори за такова колосално освобождаване на енергия.

От друга страна, те са доста удобно разположени в диапазона на излъчваните енергии на активното галактическо ядро ​​- свръхмасивната черна дупка, която активно събира материала, произвеждайки колосални обратни потоци под формата на джетове и ветрове. Освен това активността на свръхнова, свързана със образуването на звезди, също може да генерира достатъчно енергия.

По-задълбоченият по-подробен поглед върху гигантските структури - не само в рентгеновия спектър - може да помогнат на астрофизиците да намерят отговори на тези нерешени въпроси. Във всеки случай това е значително и много любопитно откритие. Тези научни наблюдения ни дават нови знания за галактиката, в която живеем и до днес, но не всички страници от миналото й са отворени, а познавайки миналото, можем да се подготвим за възможни проблеми в бъдеще.

Справка: Detection of large-scale X-ray bubbles in the Milky Way halo
P. Predehl  et al., Nature volume 588, pages227–231(2020), DOI: https://doi.org/10.1038/s41586-020-2979-0

Източник: Astronomers Detect Giant X-Ray Bubbles Expanding Above And Below The Galactic Plane, Science Alert