Chandra сделал Млечному Пути «рентген» сердца

Целый месяц один из орбитальных телескопов изучал сердце нашей Галактики. Итогом стала сведенная воедино серия снимков, которая во всех деталях показала, что творится в окрестностях нашей центральной черной дыры.

К юбилею рентгеновского телескопа Chandra астрономы собрали из его снимков удивительное изображение центра нашей Галактики. Кроме сверхмассивной черной дыры на нем видны тысячи объектов поменьше, природа многих из которых остается загадкой.

Рентгеновский космический телескоп имени Субраманьяна Чандрасекара, известный всему миру под коротким прозвищем Chandra, был выведен в космос 10 лет назад, в июле 1999 года. Чтобы отпраздновать юбилей космической обсерватории, астрономы Гарвард-Смитсонианского центра, под контролем которых находится инструмент, вот уже несколько месяцев публикуют изображения всевозможных участков неба, полученные с помощью «Чандры».

Невидимое свечение

Нынешний снимок показывает область размером около одного углового градуса в окрестностях центра Млечного Пути. Здесь, на расстоянии около 26 тысяч световых лет от нас, находится сверхмассивная черная дыра, которая в 4 миллиона раз тяжелее Солнца. Ее положение астрономам известно еще с середины XX века – именно тогда они обнаружили радиоисточник Стрелец А* или Sgr A* (от лат. Sagittarius – «стрелец»).

Впрочем, тогда они еще и не подозревали, что черная дыра может так ярко светиться, и лишь пару десятилетий спустя стало ясно, что это ее гравитация заставляет газ излучать во всех возможных диапазонах электромагнитных волн. Закручиваясь в тонкий диск, газ уплотняется и разогревается от трения одних слоев диска относительно других. Тем временем магнитные поля, «вмороженные» в ионизованное вещество, также становятся все сильнее. Это и позволяет газу ярко светиться – чисто тепловым образом или за счет движения заряженных частиц в усилившемся магнитном поле.

Два миллиона секунд

Чтобы создать это изображение, астрономам пришлось объединить 88 снимков, полученных «Чандрой» в разное время. Суммарное время экспозиции всех этих изображений составляет чуть меньше месяца, а получены они были в промежуток с марта 2000 до июля 2007 года, и лишь недавно сведены воедино ради составления каталога рентгеновских источников в окрестностях Галактического центра.

Цвета на этой фотографии, разумеется, условны: красным показаны рентгеновские фотоны небольших энергий (от 1 до 3 килоэлектрон-Вольт), зеленым – промежуточных (3-5 кэВ), синим – самые высокоэнергичные кванты (5-8 кэВ). Поэтому по цвету можно приблизительно представить себе спектр источника: если он красноватый, то от него приходит много низкоэнергичных квантов и мало высокоэнергичных (такие источники называют «мягкими»), если голубоватый – то наоборот («жесткий» спектр).

Неизвестные объекты

Помимо, собственно, самого центра Галактики на этом снимке можно увидеть еще немало примечательных объектов, и природа многих из них совершенно непонятна. Например, яркий источник 1E1743-28 слева от Sgr A* – единственный объект, способный соперничать со сверхмассивной черной дырой по яркости. Он может быть черной дырой существенно меньше звездной массы, которой просто повезло очень интенсивно пожирать вещество со звезды-соседки. Однако астрономы пока не уверены: некоторые специалисты предполагают, что это на деле очень далекий объект – например, ядро какой-то другой галактики, существенно более крупное, чем наше.

Большая же часть мелких разноцветных пятнышек, почти равномерно покрывающих снимок, – это двойные звезды, в которых вещество с нормальной звезды более или менее скромными темпами перетекает на вырожденный объект – белый карлик, нейтронную звезду или черную дыру звездной массы. Диффузное свечение, на фоне которого развиваются события – по большей части излучение межзвездного газа в центре Галактики, разогретого ударными волнами от нередких здесь вспышек сверхновых.