Були оприлюднені нові зображення бурхливих подій в безпосередній близькості від гігантської чорної діри в центрі Чумацького Шляху. Постріли зі спеціального літака набагато детальніші, ніж зображення з космічних кораблів на інших довжинах хвиль.

Як і в багатьох інших галактиках, у Чумацькому Шляху є наші власні чорні діри масою близько 4 мільйонів мас Сонця. Воно оточене кільцеядерним кільцем (CNR) газу та пилу, діаметром сім світлових років, з якого матеріал іноді потрапляє в чорну діру.

Дослідники спостерігали за цим кільцем та п’ятьма сусідніми молодими скупченнями (QC, кластер Quintuplet) за допомогою літаючої інфрачервоної астрономічної обсерваторії під назвою SOFIA (див. Пізніше). Було виявлено, що особливо бурхливі події мали відбуватися в центрі Чумацького Шляху 4-6 мільйонів років тому, що призвело до бурхливого формування зірок, створюючи таким чином спостережуваний набір із п'яти (QC). Подібне явище під назвою "фабрика зірок" спостерігалося в багатьох інших галактиках. В одних галактиках явище взаємодіє з гігантською чорною дірою в ядрі зоряної системи, в інших - ні.

чумацького

Більш ранне зображення у великому полі з інфрачервоного телескопа Шпітцера NASA показує розташування областей CNR та QC

Дослідників насамперед цікавило, який механізм прискорює і нагріває матеріал CNR. Вивчення центральної області Чумацького Шляху насамперед важливо для розуміння того, як працює чорна діра. Ядро Чумацького Шляху знаходиться близько (близько 30000 світлових років), тому його можна детально вивчити, хоча міжзоряний пил, сконцентрований у площині Чумацького Шляху, перешкоджає огляду.

Обидва об'єкти спостерігалися на довжинах хвиль 19,7, 31,5 та 37,1 мікрометра в червні 2011 року при зльотах SOFIA 63 та 64. Зображення мають роздільну здатність 2,5 кутових секунди. Зображення з CNR зображує центральну область Чумацького Шляху, що охоплює близько 20 світлових років. На знімку детально розкрито тороїдальне кільце газу та пилу навколо чорної діри, теплий порошок, що окреслює структуру внутрішнього краю кільця. Особливо вражають потоки гарячого іонізованого газу всередині кільця, де матеріал кільця потрапляє в центральну чорну діру. Хоча ці потоки газу виглядають яскравішими, вимірювання показали, що щільність матеріалу в кільці вища. Було показано, що нагрівання кільця з температурою між 65-85 К відбувається зсередини, воно здійснюється протягом періоду приблизно. Це може забезпечити об’єкт, що випромінює в 20 мільйонів разів більше яскравості Сонця на відстані 5 світлових років. Крім того, тепліші регіони вбудовані в саме кільце, яке, на думку дослідників, може бути зоряними місцями. Спостережуване випромінювання надходить головним чином з внутрішнього краю кільця товщиною 1 світловий рік. Центр кільця збігається з потужним радіоджерелом, яке називається Стрілець А, ідентифіковане центром Чумацького Шляху.


Зліва: середнє інфрачервоне зображення SOFIA кільця, що оточує ядро ​​Чумацького Шляху (зона CNR). Глянцевий Y-подібний утворення - це матеріал, що потрапляє з кільця в чорну діру в центрі Чумацького Шляху. Природна невидима чорна діра може бути там, де стикаються Y. Справа: ближнє інфрачервоне зображення космічного телескопа Хаббл (HST) на довжині хвилі 1,9 мікрометра з тієї ж області. Зображення HST показує зірки, що випромінюють переважно у видимому діапазоні та ближньому інфрачервоному діапазоні, які, у свою чергу, залишаються невидимими на зображенні SOFIA при більш високих довжинах хвиль. На коротких довжинах хвиль непрозорий пил у площині Чумацького Шляху приховує утворення в середньому інфрачервоному діапазоні SOFIA.

У випадку з КК були ідентифіковані реальні члени множини (QPM, власне член квінплет) і виявлено, що спостереження узгоджуються з попередньою моделлю бачення зірок, оточених пиловими оболонками. Світність кожного предмета принаймні в сто тисяч разів більша, ніж у Сонця. Внутрішній радіус пилових оболонок становить від 260 до 5400 астрономічних одиниць (ces), зовнішній радіус становить від 13 тис. До 45 тис. Ces, а температура пилу вимірюється між 60 і 110 K (що відповідає мінус 160 і мінус 210 градусів Цельсія, але в космосі це вважається теплим).


Зліва: Фотографія СОФІЇ з району контролю якості всього за 100 світлових років від ядра Чумацького Шляху. Об’єкти на знімку, які виглядають блакитно-білими, - це пилові оболонки, що оточують молоді зірки, які зсередини нагріваються яскравими молодими зірками до температури, яка сильно випромінює в середньому ІЧ-ділянці. Трохи видовжене, у формі краплі утворення під ними - це оболонка речовини, яку скинула дуже масивна зірка, яка досягла кінця свого життя. Праворуч: ближнє інфрачервоне зображення HST з того ж діапазону. Через поглинаючу дію міжзоряного пилу і в цьому не видно хвилюючих деталей, але інфрачервоне випромінювання зірок найкраще вивчати в цьому діапазоні.

SOFIA (Стратосферна обсерваторія інфрачервоної астрономії) - спільна літаюча інфрачервона астрономічна обсерваторія НАСА та Німецького агентства з аеронавтики та космосу (DLR). Оскільки інфрачервоне випромінювання (насправді теплові промені) з довжиною хвилі, що перевищує видиме світло, значною мірою поглинається земною атмосферою, інфрачервоні астрономічні спостереження можна проводити з літаків, аеростатів або космічних кораблів, або з висотних обсерваторій. Бінокль SOFIA діаметром 2,5 метра, виготовлений у Німеччині, був встановлений у фюзеляжі літака Boeing-747SP. Перші спостереження за допомогою телескопа були зроблені в травні 2010 року. Три його найважливіші прилади працюють у ближньому (FLITECAM, 1-5 мікрометрів), середньому (FORCAST, 5-40 мікрометрів) та далекому (HAWC, 42-210 мікрометрів) інфрачервоному діапазоні, спостереження в нашій статті були зроблені за допомогою FORCAST. Літак експлуатується авіаційним дослідницьким центром Драйдена НАСА, вилітаючи 3-4 рази на тиждень і летячи на висоті 13-14 км під час спостереження. Професійне керівництво здійснює команда дослідницького центру NASA Ames у співпраці з німецьким інститутом SOFIA при Університеті Штутгарта.


Інфрачервона обсерваторія СОФІЯ - це телескоп діаметром 2,5 метра, вбудований у корпус Boeing-747SP