Структуры горячего газа с обеих стороны Галактического диска, четко видимые в рентгеновском обзоре всего неба, возникли, скорее всего, из-за ударных волн, вызванных мощнейшим всплеском активности центра нашей Галактики десятки миллионов лет назад. На одной из карт всего неба, созданной рентгеновским телескопом eROSITA, одним из двух инструментов на борту российской орбитальной обсерватории «Спектр-РГ», астрономы обнаружили удивительную новую деталь: огромную округлую структуру ниже плоскости Млечного Пути, занимающую существенную часть Южного Неба.
Подобная структура на Северном Небе, так называемый Северный Полярный Шпур, известна со времен становления радиоастрономии и рентгеновской астрономии. Долгие годы считалось, что она возникла как следствие взрыва близкой к Солнцу сверхновой десятки или сотни тысяч лет назад. Однако взятые вместе, северная и южная структуры на карте напоминают ореол в форме песочных часов, достаточно симметричный относительно центра Галактики, который отстоит от Солнца на расстояние в 25 тысяч световых лет (1 световой год — примерно 9,46 триллиона километров).
«Благодаря высокой чувствительности, хорошему спектральному и угловому разрешению и низкому фону, телескоп eROSITA, сканирующий все небо каждые шесть месяцев, стал уникальным инструментом для обнаружения и изучения объектов, размеры которых намного больше поля зрения телескопа и составляют значительную часть всего неба», — объясняет Михаэль Фрайберг, ученый, работающий с данными телескопа eROSITA в Институте внеземной физики Общества им. Макса Планка (MPE, Германия).
Крупномасштабное рентгеновское излучение, наблюдаемое в диапазоне 0.6–1.0 кэВ, демонстрирует проявления этих гигантских пузырей с медленно меняющейся яркостью на большой части неба. Их угловые размеры сравнимы с размерами всей нашей Галактики Млечный Путь, что соответствует линейным размерам в десяток килопарсек, то есть до 30 000 световых лет в поперечнике.
«Пузыри eROSITA» имеют поразительное морфологическое сходство с хорошо известными «пузырями Ферми», но не совпадают с ними геометрически, а размеры последних заметно меньше. «Пузыри Ферми», были обнаружены годы назад гамма-обсерваторией «Ферми» на гораздо более высоких энергиях фотонов (гамма-излучение), в миллион раз более энергичных, чем рентгеновские фотоны, фиксируемые российской обсерваторией «Спектр-РГ».
«Телескоп eROSITA завершает сейчас второе сканирование всего неба, увеличивая вдвое число рентгеновских фотонов, зарегистрированных в частности и от открытых ею „пузырей“ — говорит академик Рашид Сюняев, научный руководитель орбитальной обсерватории „Спектр-РГ“. — Нам предстоит громадная работа, ведь данные eROSITA позволяют выделить немало рентгеновских спектральных линий, излученных высокоионизованными ионами газа в различных областях „пузырей“. Мы получили возможность исследовать обилие химических элементов, степень их ионизации, плотность и температуру излучающего газа во многих зонах пузырей, исследовать положение ударных волн и оценивать характерные времена, прошедшие со времени гигантской вспышки, породившей эти пузыри. Поражает, что пузыри eROSITA и „Фeрми“ разделены в пространстве и размеры пузырей eROSITA заметно больше. Скорее всего, на их границе важнейшую роль играют магнитные поля, затрудняющие выход космических лучей за пределы пузырей „Ферми“».
Это открытие помогает понять циркуляцию вещества в Млечном Пути и вокруг него, а также в других галактиках, которые мы не можем наблюдать с такой степенью детализации из-за громадного расстояния до них. Большая часть обычной материи во Вселенной невидима для наших глаз. Все звезды и галактики, которые мы наблюдаем с помощью оптических телескопов, дают возможность увидеть менее 10% от общего количества барионов. Ожидается, что огромные количества ненаблюдаемой барионной материи находятся в разреженных ореолах, окружающих галактики, словно коконы, а также в «нитях» (филаментах), соединяющих скопления галактик, как космическую паутину. Эти ореолы горячие, их температура составляет миллионы градусов, и поэтому они доступны для наблюдения в рентгеновском диапазоне длин волн.
Пузыри, которые «видит» телескоп eROSITA, являются «отражением» возмущений в этой оболочке горячего газа. Они были вызваны выбросом вещества вследствие активности сверхмассивной черной дыры в центре нашей Галактики, либо гигантской вспышкой звездообразования в газе центральной части Галактики.
«Размер пузырей и температура газа в них позволяют судить лишь о полной выделившейся энергии и приблизительно о временной шкале, — говорит академик Института космических исследований Российской академии наук Евгений Чуразов, один из авторов статьи. — Но, чтобы однозначно выбрать одну из гипотез, этого недостаточно».
Сейчас «наша» черная дыра проявляет себя, как очень слабый рентгеновский и радиоисточник, время от времени слабо вспыхивающий в рентгеновских и инфракрасных лучах. Однако она вполне могла быть весьма активной в прошлом. Мы знаем примеры такой активности из наблюдений сверхмассивных черных дыр в других галактиках. В любом случае энергия, необходимая для формирования этих огромных пузырей, должна была быть очень большой — 1056 эрг. Это соответствует выделению энергии 100 000 сверхновых, что аналогично оценкам других вспышек в активных ядрах далеких галактик, сообщается на сайте Роскосмоса.
А.Ж.
