Черная дыра в центре Млечного пути ведет себя как космический фейерверк

Исследователи из Северо-Западного университета в США при помощи космического телескопа Джеймс Уэбб получили самый детализированный взгляд на сверхмассивную черную дыру, расположенную в центре нашей галактики. Новые данные показали, что Стрелец A* испускает непрерывный поток вспышек, не демонстрируя периодов покоя. Эти вспышки варьируются от слабых мерцаний, длящихся всего несколько секунд, до ослепительных извержений, происходящих каждый день. Работа опубликована в журнале The Astrophysical Journal Letters (AJL).

Команда ученых, возглавляемая астрофизиком Фархадом Юсеф-Заде, обнаружила, что активность черной дыры не подчиняется четкой закономерности. Они наблюдали объект в течение 48 часов, разбитых на 8–10-часовые сеансы, в течение 2023 и 2024 годов. В каждом новом наблюдении происходили изменения, что делает Стрелец A* уникальным среди сверхмассивных черных дыр.

«Мы ожидали вспышки, но то, что мы увидели, превзошло наши ожидания. Черная дыра буквально кипит активностью, создавая хаотический фейерверк из ярких и тусклых всплесков, которые вспыхивают и затухают в случайном порядке», — рассказал Юсеф-Заде.

Хотя точные механизмы вспышек пока остаются загадкой, ученые предполагают, что за ними стоят два разных процесса. Короткие слабые всплески похожи на рябь на поверхности реки и могут быть вызваны турбулентными движениями в аккреционном диске — облаке газа и пыли, вращающемся вокруг черной дыры. Такие изменения могут временно сжимать плазму, вызывая выброс энергии, аналогичный солнечным вспышкам.

Яркие мощные вспышки больше напоминают приливные волны и, вероятно, вызваны магнитными процессом столкновения магнитных полей, высвобождающим колоссальное количество энергии. Это похоже на искру статического электричества, но в масштабах космоса.

Используя камеру NIRCam телескопа Уэбб, ученые смогли наблюдать черную дыру в двух инфракрасных диапазонах одновременно. Оказалось, что события, зафиксированные на более короткой длине волны, происходят чуть раньше, чем те, что были замечены на более длинной волне. Это первый случай наблюдения временного запаздывания в этих диапазонах, что дает новые ключи к пониманию физических процессов, происходящих вблизи горизонта событий черной дыры.

«Этот эффект может быть связан с тем, что заряженные частицы теряют энергию во время вспышки, причем более короткие волны истощаются быстрее, чем длинные. Это соответствует теоретическим моделям, в которых частицы движутся по магнитным линиям поля вокруг черной дыры», — объяснил Юсеф-Заде.

По мнению ученых, открытие может привести к революции в понимании черных дыр и их взаимодействия с окружающей средой.