Используя космический телескоп «James Webb», астрономы в 2023 и 2024 годах провели наиболее детальное и продолжительное наблюдение за черной дырой в центре Млечного Пути – Стрельцом A*. Анализ полученных данных выявил непрерывные вспышки различной интенсивности и продолжительности, исходящие из аккреционного диска. Результаты исследования опубликованы в журнале The Astrophysical Journal Letters.
«Обнаруженные вспышки могут длиться от нескольких секунд до нескольких месяцев. Некоторые из них представляют собой слабые всплески, другие – мощные ежедневные выбросы энергии. Такая активность охватывает широкий диапазон временных масштабов и может пролить свет на фундаментальные процессы, происходящие вокруг черных дыр», – рассказывают авторы исследования.
Снимок тени сверхмассивной черной дыры Стрелец А*, скрывающейся в центре Млечного Пути. Credit: Event Horizon Telescope
Для изучения активности черной дыры команда использовала инфракрасную камеру NIRCam, способную фиксировать два диапазона инфракрасного излучения одновременно. В ходе наблюдений ученые следили за объектом в течение 48 часов, разбитых на 8–10-часовые сеансы, что позволило им проследить за изменениями черной дыры во времени.
«Полученные данные продемонстрировали интенсивные и хаотичные выбросы энергии, сравнимые с фейерверками. Аккреционный диск Стрельца A* генерирует от пяти до шести крупных вспышек в день, а также множество мелких под-вспышек», – отметили авторы исследования.
Астрономы предполагают, что за кратковременные слабые вспышки могут отвечать турбулентные изменения в аккреционном диске, вызывающие временное сжатие плазмы и выбросы излучения. Более мощные всплески, вероятно, являются результатом магнитной рекомбинации – процесса, при котором сталкивающиеся магнитные поля высвобождают энергию в виде частиц, движущихся со скоростями, близкими к скорости света.
Черная дыра и окружающий ее диск из пыли и газа в представлении художника. Credit: NASA/JPL-Caltech
Еще одной неожиданной находкой стало небольшое временное запаздывание длинноволнового излучения по сравнению с коротковолновым – от нескольких секунд до 40 секунд. Это открытие помогает понять процессы потери энергии заряженными частицами, движущимися вдоль магнитных линий.
Чтобы уточнить эти наблюдения, команда планирует провести еще более продолжительные исследования Стрельца A*, подав заявку на непрерывный 24-часовой мониторинг черной дыры. Это позволит уменьшить шум в данных и выявить новые закономерности в её активности.