Иллюстрация Галактического центра (CXC/A.Hobart)



Мы живем в огромной спиральной галактике Млечный Путь. Земля находится на расстоянии около 25000 световых лет от Галактического центра, где происходят основные события в жизни Галактики. Человечество все глубже проникает в тайны центра Млечного Пути при помощи новых космических обсерваторий.

Для современных оптических телескопов, которые видят объекты на расстоянии миллиардов световых лет, изучение объекта на расстоянии всего 25000 световых лет не должно представлять большой проблемы. Тем не менее, это не просто. Подобно центрам многих густонаселенных городов Земли, Галактический центр скрыт от взоров человека. Пыль и газ от миллионов огромных звезд заполняет пространство между Землей и центром Галактики, делая рассматривание его невозможным даже для наиболее мощных оптических телескопов.

К счастью, у человечества имеются доступные методы для таких наблюдений. Радио, инфракрасные, рентгеновские и гамма лучи могут проникать через Галактический «смог» и фиксировать строение центра Галактики телескопами, оснащенными оборудованием, чувствительным к этим излучениям. Используя полученную информацию, астрономы постепенно воссоздали изображение центра Млечного Пути. Уникальная способность «Чандры», видеть рентгеновские источники размером в доли светового года в Галактическом центре, дала возможность выяснить, что в центре Галактики существуют источники высоких энергий. Она также приоткрыла некоторые тайны центра Галактики.

Вид Галактического центра с «Чандры»



Панорамный рентгеновский вид области центра Галактики размером 400 на 900 световых лет показывает, что даже на небольшом удалении от центра Галактики имеются яркие рентгеновские источники, и общий энергетический уровень этой области очень высок. Остаток сверхновой звезды (SNR 0.9-0.1), яркие двойные рентгеновские источники, содержащие черную дыру или нейтронную звезду (источники 1E), и сотни безымянных точечных источников, типа нейтронных звезд или белых карликов имеются в этой области. Огромные звезды в скоплении Arches и других звездных скоплениях (источники DB) скоро взорвутся, чтобы превратиться в сверхновые звезды, нейтронные звезды и черные дыры.

Инфракрасные и радиотелескопы обнаружили гигантские молекулярные облака (Стрелец A, B1, B2 и C и холодное газовое облако около петли Radio Arc), края которых являются яркими в рентгеновских лучах из-за нагрева от соседней сверхновой звезды.

На этом снимке Галактического центра красный цвет отображает области, наиболее яркие в радиодиапазоне. Зеленый цвет имеют области инфракрасного излучения, а синий цвет характерен для рентгеновского диапазона.



Все эти события происходят в рассеянном облаке горячего газа, который проявляется, как расширяющееся эмиссионное рентгеновское облако. Этот газ делится на две части: с температурой 100 миллионов градусов и с температурой 10 миллионов градусов. Это рассеянное рентгеновское излучение является более ярким по отношению к Галактическому центру. Высокая температура рассеянного газа создает проблему для астрофизиков, т.к. этот газ должен исходить из Галактического центра 10000 лет при непрерывном нагреве.

Огромные звезды в скоплении Arches и других звездных скоплениях могут поставлять газ, что показывают рентгеновские источники, связанные с этими скоплениями. Они образуют огромное количество газа, но маловероятно, что они являются источником нагрева. Возможно, что магнитные поля включаются в нагрев газа, и ограничиваются этим в центре Галактики. Радиообзор центра Галактики, который является лучшим способом для обнаружения магнитных полей в этой области, показывает, что магнитные поля, несомненно, там имеются. Тем не менее, их структура оказывается, практически, неспособной поддерживать температуру горячего газа.

Следующий снимок показывает область в пределах десяти световых лет от Галактического центра. Стрелец A (яркая капля в центре) формируется из трех основных частей: Стрелец А - Восток, Стрелец А - Запад, и Стрелец A*. Стрелец А - Восток является остатком сверхновой звезды, которая возникла около 10000 лет тому назад (плюс, конечно, 25000 лет, т.е. время, за которое свет достигает Земли от Галактического центра).



Стрелец А - Запад является газовым объектом со спиральной структурой. Стрелец A* - супермассивная черная дыра, которая находится прямо в центре Млечного Пути (Нашей Галактики). В Sgr A* содержится около 3 миллионов масс Солнца, и эта масса ежедневно увеличивается от поглощения вещества извне.

Стрелец A*



Одна из тайн Стрельца A* (Sgr A*), почему окружающая его туманность существует так долго. Ведь все вещество, извергаемое огромными окружающими звездами должно быть «источником питания» для центральной черной дыры. Однако, яркость в рентгеновском диапазоне Sgr A* говорит о том, что у черной дыры удивительно низкий уровень поглощения окружающего вещества, сильно отличающийся от нормального поглощения массы вещества, «съедаемого» черной дырой. «Чандра» зафиксировала Sgr A* во время «обеда» - он произвел серию ярких вспышек, но поглощенное вещество было очень небольшим, сравнимым с весом кометы.

Объяснений такого поведения Sgr A* множество. Одно заключается в том, что газ вокруг этого объекта просто слишком горячий от взрыва соседней сверхновой звезды. Согласно этому объяснению, мы видим Sgr A* в «тихом периоде», а в дальнейшем скорость «питания» возрастет. Другое объяснение в том, что газовые ветры от огромных звезд дуют слишком сильно, и этот газ должен захватываться супермассивной черной дырой, как «дополнительное питание». Черная дыра, в некотором отношении, подобна большой ленивой собаке. Если кролик остается достаточно далеко, он не попадется в зубы собаке, но если он осмелится приблизиться, то тоже попадет к ней не обед…

Стрелец A* крупным планом.



Наконец, есть предположение, что черная дыра нормально поглощает вещество, но мы не видим этого дополнительного вещества. Поскольку газ не закручивается в спираль при падении на черную дыру, как обычная звездная пыль и вещество, а падает непосредственно на нее, вполне может быть, что он при падении излучает лишь некоторую долю рентгеновских лучей или большинство рентгеновских лучей не попадают под взоры земных телескопов, а излучаются прочь от нас.

Источник: http://chandra.harvard.edu/xray_sources/