NASA: центр Млечного Пути — загадка

«Мы наблюдаем совершенно новый компонент центра нашей галактики с помощью снимков NuSTAR, — говорит Керстин Перес из Колумбийского университета в Нью-Йорке, ведущий автор новой работы, опубликованной в журнале Nature. — Мы не можем окончательно объяснить рентгеновский сигнал пока, это загадка. Нужно провести дополнительные работы».

Вглядываясь в сердце Млечного Пути, NASA Nuclear Spectroscopic Telescope Array (NuSTAR) выявил таинственное свечение высокоэнергетических рентгеновских лучей, которые, по мнению ученых, могут быть «воплями» мертвых звезд, поедающих своих звездных компаньонов.

Центр нашей галактики Млечный Путь, который мы не видим, наполнен юными и старыми звездами, небольшими черными дырами и другими вариантами звездных трупов — и все это роится вокруг сверхмассивной черной дыры Sagittarius A*. Снимок выше показывает, что нельзя рассмотреть в видимом свете: холодные звезды (синий), нагретую пыль (красноватый) и Sgr A* — сверхмассивную черную дыру, яркое белое пятно в середине.

NuSTAR, запущенный в космос в 2012 году, — это первый телескоп, способный делать четкие снимки этой невероятной области высокоэнергетических рентгеновских лучей. Новые снимки показывают область вокруг сверхмассивной черной дыры примерно в 40 световых лет в поперечнике. Астрономы были удивлены этими картинами, которые раскрывают неожиданную пелену высокоэнергетических рентгеновских лучей, преобладающих над обычной звездной активностью.

«Почти все, что может излучать рентгеновские лучи, находится в галактическом центре, — говорит Перес. — Эта область переполнена низкоэнергетическими рентгеновскими источниками, но их излучение очень слабое, если вы сравните их с энергиями, которые наблюдает NuSTAR; новый сигнал действительно выделяется».

У астрономов есть четыре потенциальных теории, объясняющих непонятное рентгеновское свечение, три из которых связаны с различными классами звездных трупов. Когда звезда умирает, она не всегда тихо уходит в закат. В отличие от звезд, подобных нашему Солнцу, коллапсирующая мертвая звезда может быть частью звездных пар, бинарных звезд, и выкачивать материю из своего компаньона. Этот процесс «кормления» зомби различается в зависимости от характера обычной звезды, но результатом может быть извержение рентгеновских лучей.

Согласно одной теории, может иметь место один из типов звездных зомби — пульсар. Пульсары — это коллапсировавшие остатки звезд, взорвавшиеся в качестве сверхновых. Они могут чрезвычайно быстро вращаться и посылать интенсивные пучки излучения. По мере вращения пульсара, пучки излучения прокатываются по небу, иногда их можно перехватить на Земле, как вспышки маяка.

«Мы можем быть свидетелями маяков — до сих пор скрытой популяции пульсаров в галактическом центре, — говорит соавтор работы Фиона Харрисон из Калтеха в Пасадене, главный исследователь NuSTAR. — Это означает, что есть что-то особенное в окружающей среде самого центра галактики».

Другие возможные виновники включают звездные трупы — белые карлики — которые являются коллапсировавшими и выгоревшими остатками звезд, которые были недостаточно массивны, чтобы взорваться в виде сверхновых. Наше Солнце — такая звезда, и судьба уготовила ей стать белым карликом через пять миллиардов лет. Поскольку такие белые карлики намного плотнее, чем были в юности, они обладают мощной гравитацией и производят рентгеновские лучи с энергией выше среднего. Другая теория указывает на небольшие черные дыры, которые медленно поедают ближайшие звезды и излучают рентгеновские лучи по мере того, как материал погружается в их бездонное чрево.

Кроме того, источник высокоэнергетических рентгеновских лучей может быть вовсе не звездными трупами, считают астрономы, а скорее диффузной дымкой заряженных частиц, космических лучей. Эти космические лучи могут производиться сверхмассивной черной дырой в центре галактики по мере поглощения материала. Когда космические лучи взаимодействуют с окружающим плотным газом, они излучают рентгеновские лучи.

Впрочем, ни одна из этих теорий не соответствует тому, что известно из предыдущих исследований, оставляя астрономов в тупиковом состоянии.

«Новый результат просто напоминает нам, что галактический центр — причудливое место, — говорит соавтор работы Чак Хэйли из Колумбийского университета. — Точно так же идущие люди ведут себя по-разному, находясь на улице и в метро в час пик — и звездные объекты ведут себя странно, оказавшись забитыми в непосредственной близости к сверхмассивной черной дыре».

Ученые говорят, что планируется больше наблюдений. А пока теоретики будут разрабатывать новые сценарий происходящего, чтобы объяснить это загадочное свечение высокоэнергетических рентгеновских лучей.

«Каждый раз, когда мы строим небольшие телескопы вроде NuSTAR, которые улучшают наш взгляд на космос в конкретном диапазоне волн, происходят такие сюрпризы», — говорит Пол Хертц, директор астрофизического направления в штаб-квартире NASA в Вашингтоне.