Чорні дірки не тільки поглинають матерію, але й здатні викидати частину речовини у вигляді потужних потоків, які називають галактичними вітрами. Понад півстоліття вчені не могли підтвердити існування такого вітру у Стрільця А* — надмасивної чорної діри в центрі галактики Чумацький Шлях, де знаходиться Сонячна система та планета Земля. Астрофізики із Північно-Західного університету (Іллінойс) змогли вирішити це завдання — вони отримали зображення конусоподібної порожнини усередині хмари холодного молекулярного газу. Ця область поруч із чорною діркою, на їхню думку, є слідом впливу вітру. Результати роботи опубліковані у журналі The Astrophysical Journal Letters.
Коли матерія притягується до чорної дірки, її швидкість зростає, наближаючись до швидкості світла. Частина цієї матерії при цьому виштовхується назовні під дією тиску, що виникає. Подібні явища неодноразово спостерігалися у активних галактичних ядер, проте виявити такі викиди у Стрільця А* досі не вдавалося. Це з тим, що чорна дірка у центрі Чумацького Шляху поглинає речовини порівняно повільно, а спостереження ускладнюються щільними шарами газу та пилу.
«Щоб спостерігати нашу власну чорну дірку, нам доводиться дивитись через диск нашої галактики. Це означає, що між нами та об'єктом знаходяться газ, пил та іонізовані структури, через які надзвичайно складно щось розглянути», — розповіла співавтор дослідження Олена Мурчикова.
Для аналізу вчені використали дані радіотелескопа ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array) у Чилі за п'ять років. На отриманому зображенні вдалося побачити розподіл холодного газу на відстані приблизно трьох світлових років від Стрільця A*. Після застосування спеціального калібрування, що дозволило прибрати власне радіовипромінювання чорної діри, дослідники виявили усередині хмари витягнуту конусоподібну порожнину завдовжки близько трьох світлових років.
Вчені дійшли висновку, що ця структура могла сформуватися під впливом гарячої речовини чорної дірки. Такий потік міг або виштовхнути холодний газ із цієї зони, або нагріти його настільки, що він перестав бути видимим.
«Якщо чорна діра викидає гарячу речовину, вона не зможе співіснувати з холодним газом. Воно або виштовхне цей газ, або нагріє його. А якщо газ стане надто гарячим, ми просто перестанемо його бачити», – зазначив співавтор Марк Горскі.
Хоча зірки також здатні створювати вітри, їхньої енергії недостатньо, щоб сформувати таку велику порожнину.
«Ми підрахували, скільки енергії потрібно для утворення цієї порожнини. Зірки у цьому місці галактики не здатні забезпечити такий запас. Отже, джерело має перебувати у надмасивній чорній дірі. Більше того, за своєю формою конус вказує прямо на неї», – зазначив Горський.
Щоб унеможливити помилку, вчені порівняли результати зі спостереженнями космічної рентгенівської обсерваторії Chandra. Рентгенівські зображення підтвердили наявність випромінювання у тій області, де було виявлено порожнину в холодному газі.
Отримані дані показують: Стрілець A* перебуває у «спокійному стані». Проте виявлений вітер не можна назвати слабким. За оцінками дослідників, існує вже близько 20 тис. років.
«Більшість галактик переважно перебувають у стані, коли вони не дуже активні. Але спостерігати їх ми можемо лише тоді, коли вони проходять стадію «феєрверків». Вивчати чорні дірки в такі активні періоди дуже цікаво, проте це не їхній домінуючий стан. Стрілець A* нарешті дає нам можливість побачити, як виглядає чорна дірка у спокійному стані», – стверджувала Мурчикова.
