Объяснена природа активности радиоисточника Стрелец А*

Группа астрофизиков из Лестерского и Амстердамского университетов разработала модель, которая объясняет природу активности компактного радиоисточника, расположенного в центре нашей Галактики и названного из-за близости к созвездию Стрельца Стрельцом А*. Они полагают, что виной тому разрушение астероидов и планет под воздействием гравитации.

Фото:

Объект был обнаружен еще в 1960 году Дж. Оортом и Г. Рогуром менее чем в 0,03 градусах от центра Млечного Пути. Ученые выяснили, что, кроме радиодиапазона, он излучает также в инфракрасном, рентгеновском и прочих диапазонах. Однако тогда не удалось провести подробных исследований галактического ядра, так как его скрывали плотные облака космической пыли, поглощавшие видимое излучение. Лишь к началу 70-х, когда появилась аппаратура, работающая в инфракрасном диапазоне, оказалось, что объект состоит из двух диффузных облаков, находящихся на расстоянии одного градуса друг от друга. При этом восточное облако (Стрелец A) излучает радиоволны нетермической природы, а западное (Стрелец A*) — горячий ионизированный газ.

Читайте также: Мы на обратной стороне черной дыры?

Наблюдения, проведенные впоследствии международной исследовательской группой Института Макса Планка, доказали, что по массе объект превосходит наше Солнце примерно в 4•10⁶ раз, тогда как радиус его составляет не более 6,25 световых часов, или 45 астрономических единиц.

Со временем ученые пришли к выводу, что объект является ни чем иным, как сверхмассивной черной дырой, окруженной облаком горячего радиоизлучающего газа. Однако дыра в основном находится в спокойном состоянии и, в отличие от других известных активных ядер галактик, обладает низкой болометрической светимостью (так называют светимость, учитывающую все диапазоны длин волн).

Однако, по теории, время от времени "молчание" черной дыры должно прерываться мощными вспышками, когда гравитация Стрельца А* захватывает одну из близлежащих звезд. В результате такого "захвата" часть звездной материи падает на черную дыру, а часть выбрасывается в космическое пространство в виде протонов, которые, в свою очередь, заставляют частицы пыли и газа вокруг черной дыры излучать потоки высокоэнергетичных электронов. Последние же, в свою очередь, испускают фотоны в радио- и рентгеновском диапазонах. Такие процессы в других галактиках происходят примерно раз в тысячелетие и продолжаются несколько месяцев.

Но у Стрельца А* интервал между крупными вспышками составляет около 100 тысяч лет, хотя менее сильные выбросы в инфракрасной и рентгеновской областях спектра, которые приводят к возрастанию светимости в 3-100 раз, могут регистрироваться ежедневно. Как правило, длительность этих мини-вспышек не превышает нескольких часов.

Исследователи из Лестерского и Амстердамского университетов исходили из предположения, что сверхмассивные черные дыры окружены гигантскими тороидальными облаками, состоящими из астероидов и планет, которые взаимодействуют друг с другом и меняют свои орбиты, регулярно попадая в зону воздействия гравитации дыры. Радиус такой "опасной зоны" составляет примерно одну астрономическую единицу.

Между тем, чтобы вспышка стала заметной, ее светимость в рентгеновском и ближнем инфракрасном диапазонах должна составлять ~1034 эрг в секунду. При этом общее энерговыделение при стандартной продолжительности вспышки в 104 секунды доходит до 1038 эрг. Такое количество энергии выделяется при разрушении астероида размером в ~10 километров, который подходит к Стрельцу А* на расстояние одной астрономической единицы.

Наиболее яркую вспышку дает разрушение объекта диаметром в 45 километров. Поскольку объекты таких размеров в главном поясе астероидов Солнечной системы попадаются довольно часто, модель британских и голландских астрофизиков выглядит вполне реалистично. Рассчитанная ими частота вспышек и ее зависимость от светимости также вполне согласуются с полученными ранее экспериментальными данными.

Читайте также: Черная дыра обедает звездами

Если модель верна, то она может дать объяснение и относительно мощной рентгеновской вспышке, произошедшей около 300 лет назад. Тогда рентгеновская светимость Стрельца А* превышала 1039 эрг в секунду. Правда, по мнению астрофизиков, виновником этого стал уже не астероид, а гораздо более крупная планета — газовый гигант вроде Юпитера.

Читайте самое интересное в рубрике "Наука и техника"