Ілюстрація бульбашок Фермі. (NASA/Студія наукової візуалізації Центру космічних польотів імені Годдарда) Багато чого відбувається в центрі нашої галактики. Ядро Чумацького Шляху є домом для надмасиву Чорна діра такий масивний, як 4 мільйони сонць, що називається Стрілець A*, і середовище навколо нього інтенсивне.
З цього регіону дме ядерний галактичний вітер. Він вирізав дві величезні бульбашки гамма-випромінювання над і під галактичною площиною, поширюючись у космос на 50 000 світлових років. Ці Бульбашки Фермі є складними, що містять суміш різних газів і космічних променів.
Але астрономи щойно помітили щось нове. Усередині бульбашок Фермі знаходяться високошвидкісні згустки холодного молекулярного газу – речовини, з якої складаються зірки. Навіть краще, вони не впевнені, як галактичний центр виплюнув цей газ, «як кулі», за словами дослідників.
«Вітер у центрі Чумацького Шляху був темою багатьох дискусій з моменту відкриття десять років тому так званих бульбашок Фермі», — сказала астрофізик Наомі МакКлюр-Гріффітс з Австралійського національного університету.
«Ми помітили, що з центру нашої галактики йде не тільки гарячий газ, але також холодний і дуже щільний газ. Цей холодний газ набагато важчий, тому переміщується нелегко».
Щоб знайти хмари щільного холодного молекулярного газу, дослідники вивчили раніше ідентифіковані хмари атомарний водень в бульбашки, використовуючи Експеримент Atacama Pathfinder радіотелескоп, щоб знайти їхній спектральний підпис.
Звичайно, вони знайшли його у значних кількостях: дві хмари, що містять щонайменше 380 і 375 сонячних мас молекулярного газу, і рухаються зі швидкістю 240 і 300 кілометрів на секунду відповідно.
Здавалося, що він змішався з більш теплим середовищем, із сигнатурою, що свідчить про те, що холодний молекулярний газ міг перебувати в процесі руйнування. Це вражає, тому що такі надзвичайно холодні, надзвичайно щільні хмари молекулярного газу є саме тим, що потрібно для утворення зірок.
«Галактики можуть справді добре стріляти собі в ногу», — сказав МакКлюр-Гріффітс.
«Коли ви виганяєте багато маси, ви втрачаєте частину матеріалу, який можна використати для утворення зірок, і якщо ви втрачаєте його достатньо, галактика взагалі більше не зможе утворювати зірки. Тож бачити натяки на те, що Чумацький Шлях втрачає цей зореутворюючий газ, дуже захоплююче – це змушує вас задуматися, що станеться далі!»
Що стосується бульбашок Фермі, це справді відкрите питання. Ці бульбашки були загадкою з моменту їх відкриття, тому що незрозуміло, що їх спричинило. Як би там не було, це сталося кілька мільйонів років тому, і є два конкуруючих пояснення.
Перший — це спалах зореутворення в хмарі молекулярного газу навколо Sgr A*, який спричинив би купу наднових зір II типу та потужний зоряний вітер. Це одна з моделей, згідно з якою галактичний центр міг випустити в космос дві гігантські бульбашки.
Другий сценарій - і той, здається, є більше підтримки - це те, що в якийсь момент кілька мільйонів років тому Sgr A* перекусив, проковтнувши грудку матеріалу. Активна аккреція чорною дірою може запускати струмені з полюсів, оскільки матеріал спрямовується вздовж зовнішнього краю горизонту подій, або вітри від швидко обертового диска матеріалу, який обертається по спіралі в об’єкт.
Подібні процеси ми спостерігали і в інші галактики , але вони не дали чіткої відповіді. Далекі галактики часто мають більший, активніший надмасив чорні діри , і вищі темпи утворення зірок, тому вони можуть виловити більше матеріалу. Вони також розташовані далі, тому ми не можемо побачити їхні бульбашки в деталях.
Це нове дослідження також не дає відповіді на запитання. Насправді це викликає серйозну проблему, тому що ні утворення зірок, ні акреція чорних дір на рівнях, які ми спостерігали в центрі галактики, не здаються життєздатним джерелом.
Цілком можливо, що періодичне утворення зірок за останні 50 мільйонів років могло б частково пояснити об’єм газу, що викидається, але моделі припускають, що такі хмари мають досить короткий термін життя – і незрозуміло, як довго вони проживуть при високому прискоренні, особливо в умовах гарячий вітер.
Також можливо, що холодний газ, що швидко рухається, може утворюватися безпосередньо в потоці, змішуючи повільні прохолодні хмари та швидкі гарячі вітри. Це вирішило б кілька проблем, але поточні симуляції не змогли відтворити весь процес.
Це складна проблема, яку команда продовжує вивчати, сподіваючись провести цілеспрямовані спостереження за молекулярними газовими індикаторами в ядерному вітрі, щоб отримати більш детальне розуміння того, як вони рухаються та взаємодіють з гарячим газом. навколо них.
«Ми все ще шукаємо димлячу зброю, але чим більше ми дізнаємося про неї, це стає складніше», — сказав астрофізик і провідний автор Енріко Ді Теодоро з Університету Джона Гопкінса.
Дослідження опубліковано в природа .