Фейерверк из волокон очень горячего газа и узоров магнитных полей — вот что астрономы увидели в центре Млечного Пути. Эту картину создали объединением множества изображений, полученных с помощью космической рентгеновской обсерватории Chandra и наземного радиотелескопа MeerKAT в Южной Африке.
Новая панорама центра Галактики построена на основе нескольких обзоров неба, которые провели за последние годы наземные и космические телескопы. Она охватывает гораздо бОльшую площадь, нежели более ранние изображения этой области Млечного Пути. Это позволило показать на ней источники высокоэнергетического излучения, которые расположены над и под плоскостью галактического диска Млечного Пути. Цвета искусственные — оранжевый, зелёный, голубой и розовый — соответствуют рентгеновскому излучению разных энергий, а сиреневый и серый — радиоизлучению.
Одна из нитевидных структур газа особенно интересна. В ней переплелись области, которые излучают в рентгеновском и радиодиапазоне. Космическая нить G.17-0.41 расположена перпендикулярно плоскости Галактики, имеет длину около 20 световых лет и примерно в 100 раз меньшую ширину.
Исследование этой области показало, что источники излучения здесь связаны друг с другом тонкими линиями магнитных полей. Схожее явление обнаружено и в другой похожей нити на снимке, G359.55+0.16, которую уже наблюдали раньше. Обе структуры выделены на изображении красными прямоугольниками. Недавно изученная нить G.17-0.41 расположена гораздо дальше от плоскости Галактики, чем G359.55+0.16. Такие нитевидные структуры образуются, когда сталкиваются и перестраиваются магнитные поля разной направленности. Этот процесс называется магнитным пересоединением. Схожее явление происходит на Солнце, оно приводит к выбросам корональной массы.
Подробное изучение таких космических нитей рассказывает астрономам о взаимосвязанности процессов, которые идут в неспокойном центре нашей Галактики. К примерам подобных процессов можно отнести взрывы сверхновых, звёздные ветра от массивных звёзд и выбросы вещества из областей возле Стрельца А*.
Зелёными кругами на изображении выделены пылевые облака, которые отражают испускаемое яркими рентгеновскими источниками излучение. В центре панорамы отмечено положение сверхмассивной чёрной дыры Стрелец А*, а синими кругами и эллипсами показаны такие объекты, как звёздные скопления Арки, Квинтуплет, DB00-58 и DB00-6, рентгеновский источник 1E 1743.1-28.43 и облако холодного газа.
Кроме нитевидных структур на изображение попали шлейфы горячего газа, протянувшиеся на 700 световых лет по обе стороны от плоскости Млечного Пути. Учёные считают, что это может быть галактическим аналогом солнечного ветра на гораздо большем масштабе. Газ в потоках, вероятно, нагрелся ударными волнами от взрывов сверхновых и недавними магнитными пересоединениями, которые произошли возле центра Млечного Пути.
Пересоединение линий магнитного поля играет ведущую роль в нагреве газа межзвёздной среды. Этот процесс также может быть ответственен за ускорение частиц космических лучей. Кроме того, он может вызывать турбулентность в межзвёздной среде, провоцируя зарождение новых поколений звёзд.
На изображении заметно, что нитевидные магнитные структуры часто возникают на внешних границах крупных выбросов горячего газа. Это позволяет сделать вывод, что именно газ в таких выбросах порождает магнитные поля.
Эта панорама стала основой для целой научной работы, которая посвящена роли и физике магнитных пересоединений в Галактике. Понимание таких явлений, аналогичных солнечным вспышкам на крупном масштабе, важно для объяснения процессов, которые происходят в межзвёздной среде. Однако эта работа — довольно редкий пример того, что фундаментальная астрофизика может быть не только интересна в научном плане, но и эстетически красива.
Автор: Дмитрий Логинов
Источники: www.nasa.gov, arxiv.org
