дома нескучно
Как весело и с пользой пережить самоизоляцию

Рекорд по мощности взрыва в космосе превзойдён в пять раз

12 March

Вот уже четыре года астрономы ломают голову над интересной загадкой, обнаруженной в сверхскоплении Змееносца. Она выглядит как кратер в ореоле газа, окружающем одну из галактик в центре этого гигантского сообщества. В начале марта в журнале «Astrophysical Journal» была опубликована статья, в которой сообщается, что это следы самого мощного взрыва, следы которого удалось обнаружить науке.

Композиция рентгеновского снимка и радиоснимка сверхскопления Змееносца. Источник:  NASA/CHANDRA
Композиция рентгеновского снимка и радиоснимка сверхскопления Змееносца. Источник: NASA/CHANDRA

Может показаться, что природа события такого масштаба должна быть очевидна изначально, однако исследователи не могли понять, на что смотрят, с 2016 года. Тогда группа астрономов из Стэнфорда, анализируя данные, полученные космической рентгеновской обсерваторией «Чандра», заметила нечто подозрительное в сверхскоплении Змееносца, которое находится на расстоянии 390 миллионов световых лет от нас. Оно состоит из огромного количества галактик, окруженных облаками пыли и газа.

Вдоль края одной из них, со сверхмассивной черной дырой в центре, шла четкая изогнутая линия, чем-то напоминавшая очерченную границу. Создавалось впечатление, что большая часть вещества из этой области была вычерпана.

Надо отметить, что сам по себе этот феномен не является совсем уж единичным. Астрономы выяснили, что материя из этих пустот выносится струями, бьющими из сверхмассивных черных дыр. Естественно, это представление было экстраполировано и на эту полость.

Однако когда учёные подсчитали, какая энергия потребуется, чтобы выкинуть прочь такое количество вещества, выяснилось, что энергия катаклизма должна быть в пять раз больше, чем у самого мощного взрыва, зафиксированного за всю историю астрономических наблюдений.

Поэтому в данном случае эта гипотеза была отвергнута. Исследователи из Стэнфорда рассудили, что событие такой колоссальной силы уничтожило бы холодный газ, окружающий ядро галактики, а он совершенно точно никуда не делся и находился на положенном месте.

Рентгеновский снимок сверхскопления Змееносца. Источник:  NASA/CHANDRA
Рентгеновский снимок сверхскопления Змееносца. Источник: NASA/CHANDRA

«Следствие» было продолжено другим коллективом исследователей - с того самого места, на котором остановился предыдущий. Огромным подспорьем для него стали данные, которых не было у предшественников.

Эти учёные тоже использовали данные наблюдений в рентгеновском диапазоне со спутника Европейского космического агентства «XMM-Newton» для подтверждения существования полости.

Радиоснимок сверхскопления Змееносца. Источник:  NASA/CHANDRA
Радиоснимок сверхскопления Змееносца. Источник: NASA/CHANDRA

Однако они также проанализировали информацию, полученную австралийской радиообсерваторией и индийским радиотелескопом GMRT. Это позволило найти хорошую подсказку. Выяснилось, что внутри пустоты происходит ускорение электронов практически до световой скорости, на которой частицы начинают испускать радиоволны. Придать им такую энергию может только чрезвычайно мощное воздействие, а именно выброс вещества из сверхмассивной черной дыры.

Науке известно, что вблизи полюсов некоторых черных дыр материя не проваливается вовнутрь, а наоборот ускоряется до релятивистских скоростей и выстреливается в космос в виде мощнейших энергических выплесков.

Радиотелескоп GMRT. Индия. Источник фото: MeganKA.
Радиотелескоп GMRT. Индия. Источник фото: MeganKA.

Астрономы наблюдали их и раньше, но в гораздо меньших масштабах. Тот «взрыв», следы которого сохранились в сверхскоплении Змееносца, был поистине титаническим. Его мощность в сотни тысяч раз превышала среднее значение для явлений этого типа и в пять раз достижение предыдущего рекордсмена!

При постоянном воздействии этих струй холодный газ, окружающий ядро галактики, по идее должен уноситься прочь, поэтому первая группа учёных и исключила эту возможность. Но конкретно в этой галактике температура и плотность газа очень быстро падают по мере удаления от черной дыры, что, возможно, сделало его более устойчивым к мощным выбросам вещества, особенно при непрямом попадании.

В описанном открытии интересно не только то, что учёным удалось переписать рекорд по мощности космического взрыва. Здесь мы наглядно видим, как в наши дни развивается наука. Вторая группа учёных смогла добиться успеха только потому, что их коллеги, пусть и безуспешно, уже работали над решением серьёзной проблемы.

Взяв за основу их наблюдения и расчёты, исправив допущенные ошибки и задействовав новые инструменты, этот коллектив смог докопаться до истины.