четверг, 13 июня 2019 г.

Магнитное поле делает Стрелец A * спокойным

Магнитное поле делает Стрелец A * спокойнымСверхмассивные черные дыры, как правило, есть в центрах большинства галактик. В те, которые активны, попадает много материи, испускающей высокоэнергетическое излучение. Однако центральная черная дыра нашего родного Млечного Пути относительно спокойная. Новые наблюдения стратосферной обсерватории SOFIA (НАСА), помогают ученым понять разницу между активными и тихими черными дырами.

Их результаты дают беспрецедентную информацию о сильном магнитном поле в центре Млечного пути. Для этих измерений ученые использовали новейший прибор SOFIA - широкополосную камеру HAWC +, имеющую высокое разрешение.

Магнитные поля - это невидимые силы, которые оказываясь на пути заряженных частиц, существенно влияют на движение и эволюцию вещества во всей вселенной. Но магнитные поля нельзя отобразить напрямую, поэтому их роль не совсем понятна. Прибор HAWC + обнаруживает поляризованный дальний инфракрасный свет, испускаемый крупинками небесной пыли и невидимый для человеческого глаза. Эти крупинки ориентированы перпендикулярно магнитным полям. Исходя из результатов SOFIA, астрономы могут наносить на карту форму и определять силу невидимого магнитного поля.

«Это один из первых случаев, когда мы действительно можем увидеть, как магнитные поля и межзвездная материя взаимодействуют друг с другом».
Джоан Шмельц, астрофизик, соавтор работы

Предыдущие наблюдения SOFIA показывают наклонное газопылевое кольцо вокруг Стрельца A *, черной дыры нашей Галактики. Но новые данные HAWC + обеспечивают уникальное представление о магнитном поле в этой области, которое, по-видимому, прослеживает историю региона за последние 100 000 лет.

Детали этих наблюдений магнитного поля SOFIA были представлены на встрече, которую Американское астрономическое общество проводило в июне 2019 года, и будут опубликованы в Astrophysical Journal.

Гравитация черной дыры доминирует в динамике центра Млечного Пути, но роль магнитного поля была загадкой. Новые наблюдения с HAWC + показывают, что магнитное поле достаточно сильное, чтобы сдерживать турбулентные движения газа. Если магнитное поле направляет его в саму черную дыру, то она активна, поскольку потребляет много газа. Однако, если магнитное поле направляетего по орбите вокруг черной дыры, то она тиха, потому что она не проглатывает газ, который в противном случае мог бы в конечном итоге образовать новые звезды.

Магнитное поле делает Стрелец A * спокойным

Исследователи объединили средние и дальние инфракрасные изображения с камер SOFIA с новыми линиями, которые визуализируют направление магнитного поля. Синяя y-образная структура - это теплая материя, устремляющаяся к черной дыре, находящейся рядом с местом пересечения двух ветвей y-образной формы. Расслоение структуры магнитного поля над изображением показывает, что магнитное поле соответствует форме пыльной структуры. Каждое из синих плеч имеет свой собственный компонент, который полностью отличается от остальной части кольца и показан розовым. Но есть также места, где поле отклоняется от основных пылевых структур, таких как верхняя и нижняя конечные точки кольца.

«Спиральная форма магнитного поля направляет газ по орбите вокруг черной дыры. Это поможет понять, почему наша черная дыра тиха, в то время как другие активны»».
Даррен Доуэлл, ведущий автор исследования

Новые наблюдения SOFIA и HAWC + помогают определить, как взаимодействует со сверхмассивной черной дырой материя, оказавшаяся в экстремальной среде и объясняет почему в центральная черная дыра нашей Галактики относительно слаба, а в других - такие яркие.

Источник информации и фото: phys.org

пятница, 7 июня 2019 г.

Млечный путь: холодный диск вокруг Стрельца А *

Млечный путь: холодный диск вокруг Стрельца А *Как сообщает журнал Nature, астрономы обнаружили с помощью телескопа ALMA новую структуру Млечного Пути, его центральной черной дыры. Это вращающийся диск относительно холодного газообразного водорода, который на расстоянии 1/100 светового года окружает горизонт событий.

В самом сердце Млечного Пути сидит гравитационный гигант: Стрелец A *, громадная сверхмассивная черная дыра с массой, равной четырем миллионам солнечных. От Земли Стрельц А * недалеко: всего в 26 тысячах световых лет. Однако у астрономов пока нет полной картины этой черной дыры: удалось обнаружить вблизи горизонта событий магнитные поля и горячие газы. По последним данным, там может быть реактивная струя .

Елена Мурчикова и ее коллеги по Принстонскому университету хотели выяснить, как распределяется относительно холодный водородный газ с температурой «только» 10 тысяч градусов. До этого астрономы предполагали, что газы с температурой свыше миллиона градусов находятся прямо в черной дыре.

Хотя горячий газ испускает много энергии в виде сильных рентгеновских лучей, это не относится к более холодному водороду. Его атомы сначала непрерывно ионизируются интенсивным излучением вблизи черной дыры, а затем присоединяются своими электронами к нейтральным. Эта рекомбинация генерирует характерную линию в водородном спектре, которую Мурчикова и ее команда наблюдали, используя  телескоп ALMA.

Млечный путь: холодный диск вокруг Стрельца А *

Млечный Путь: сверхмассивная черная дыра окружена не только очень горячим газом, но и диском относительно холодного водорода Иллюстрация: © NRAO / AUI / NSF; С. Дагнелло

Астрономы сумели визуализировать распределение холодного газообразного водорода вокруг центральной черной дыры.

«Мы первые, кто нанес на карту этот диск и определил его вращение».
Елена Мурчикова

Наблюдения показали, что газ образует вращающийся диск, который окружает черную дыру на расстоянии всего в 1/100 светового года, что соответствует тысячекратному удалению Земли от Солнца. Масса этого газового диска составляет приблизительно 1/10 массы Юпитера.

Как ни странно, газовый диск вращается в том же направлении, что и галактика, большинство соседних звезд и газовых облаков.

«Ориентация водородного кольца не соответствует ни одной из других структур в галактическом центре».
Елена Мурчикова

Газовый диск расположен поперек плоскости Млечного пути и наклонен на 90 градусов к орбите ближайшей звезды G2 .

До сих пор неясна структура диска из холодного газообразного водорода. Газ имеет среднюю плотность от 100 000 до одного миллиона частиц водорода на кубический сантиметр. Но пока неизвестно, равномерно ли распределен этот водород, или же диск состоит из скопления множества плотных комков газа.

Не выяснено и взаимодействие этого диска из более холодного газообразного водорода с горячим газом у горизонта событий Стрельца А *, а также другие факторы, влияющие на черную дыру.

«У нас до сих пор нет четкой картины того, как происходит наращивание в такой черной дыре».
Елена Мурчикова

Астрономы надеются, что больше информации дадут дальнейшие наблюдения с помощью ALMA, телескопа Event Horizon, а также будущих космических телескопов.

Источник: scinexx.de

Астрономы впервые наблюдали, как красный гигант пожирает планету

Астрономы команды Кишалая Де ( Массачусетский технологический институт) , впервые наблюдали, как звезда-красный гигант пожирает планету. Они...