Невидимое магнитное поле «душит» сверхмассивную черную дыру в центре Млечного Пути

Чёрная дыра в центре Млечного Пути очень тиха, и теперь астрономы думают, что знают, почему. Они утверждают, что вокруг этого объекта намотаны невидимые линии магнитного поля – исследователи уже подозревали об этом. Но новые изображения показывают, что эти невидимые линии образуют структуру, которая простирается через световые годы в пространстве и может быть достаточно мощной, чтобы не дать материалу упасть в черную дыру. И если гигантские магнитные поля выбивают материал на орбиту, которая находится вне хватки черной дыры, это может объяснить, почему она в основном дремлет.

«Спиральная форма магнитного поля направляет газ на орбиту вокруг черной дыры», – сказал в своем заявлении К.Даррен Доуэлл, ученый из Лаборатории реактивного движения НАСА и ведущий автор исследования. «Это может объяснить, почему наша черная дыра тиха, в то время как другие активны».

Корреспонденты ИА «Экспресс-Новости» помониторили сообщения от исследователей космического пространства и пришли к выводу, что как только материал выходит за горизонт событий черной дыры, он функционально исчезает навсегда. Пространство за горизонтом событий, с точки зрения ученых, действительно черное. Там нет ничего, что можно увидеть. Но, как показывает телескоп SOFIA, горизонт событий вокруг черной дыры часто заворачивается в облака падающего материала. И этот материал движется так быстро и создает так много трения, что сияет, создавая световые шоу, которые астрономы могут видеть с Земли.

Некоторые сверхмассивные черные дыры постоянно ставят на подобные световые шоу. Но Стрелец А * является одним из наиболее распространенных, «покоящихся» типов сверхмассивной черной дыры. Структура, кажется, не поглощает много материала. И команда Доуэлла подозревает, что эти сильные магнитные поля могут быть тому причиной.

Чтобы нанести на карту линии магнитного поля, группа исследователей указала на Стрелец А * инфракрасный телескоп НАСА под названием SOFIA, установленный на задней части самолета Боинг-747. Они официально еще не опубликовали свои результаты, но представили их на июньском собрании Американского астрономического общества и описали в заявлении НАСА. Конечно, SOFIA не мог видеть невидимые линии, но мог видеть частицы пыли, плавающие по этим линиям. И структура магнитного поля заставила все частицы указывать в одном направлении. Эти выровненные частицы, в свою очередь, поляризовали инфракрасный свет, проходящий сквозь пыль – почти так же, как солнечные очки могут поляризовать проходящий через них свет – позволяя исследователям выяснить, где были линии и в каком направлении они указывали.

Астрономы, не участвовавшие в исследовании, сказали, что измерение линий магнитного поля было захватывающим, но скептически относились к тому, что эти линии полностью учитывают спокойное состояние черной дыры. Каждый из них также отметил, что трудно полностью оценить работу до публикации статьи. Так, Эрин Боннинг, астрофизик и исследователь черных дыр в Университете Эмори, который не участвовал в работе SOFIA, указал, что изображение линий магнитного поля имеет ширину около 10 световых лет, где 1 световой год равен 150 миллионам километров. Это гораздо шире, чем Стрелец А * – объект, который вписался бы в нашу солнечную систему – и поэтому слишком велик, чтобы захватывать детали в непосредственной близости от черной дыры. По его словам, в этом более узком и более близком регионе произойдут самые важные события, выбивающие материал в черную дыру, или удерживающие материал в страхе.

«Пресс-релиз, кажется, предполагает, что магнитное поле направляет материал на орбиту, которая «пропускает» черную дыру. Это было бы правдоподобным объяснением отсутствия сильной аккреции на Sgr A *», – написал Боннинг. Однако он указал, что совсем не обязательно, что материал упадет в черную дыру даже без магнитного поля. Большинству сверхмассивных черных дыр не удается поглотить столько материала – возможно, из-за того, что большая часть его накапливается в аккреционном диске, вращающемся вокруг темного космического зверя, и поэтому остается довольно тихой.

«Вы можете думать об этом так: массивно, как Sgr A *, это физически крошечная цель в астрономических масштабах. Чтобы заставить вещество упасть в окрестности горизонта событий, оно должно двигаться более или менее прямо к нему», – сказал Боннинг. По его словам, это чаще всего происходит в галактиках, которые недавно подверглись насильственным слияниям. Но Млечный Путь не подвергся такому недавнему слиянию. «Если вы структурировали магнитные поля в световых годах от черной дыры, достаточно сильной, чтобы направлять движение газа, возможно, это дополнительный механизм, предотвращающий попадание вещества в галактические центры», – отметил Боннинг.

Но это не значит, что магнитное поле является основным механизмом, обеспечивающим спокойствие черной дыры. Так, Мисти Бенц, астрофизик из Университета штата Джорджия, который также не принимал участия в исследовании, отметил, что даже если магнитные поля играют важную роль в сохранении спокойствия Стрельца А *, это не означает, что подобные силы действуют вокруг тихого сверхмассива черных дыр в других галактиках.

«Наша галактика немного особенная, потому что наше расположение внутри нее означает, что мы можем детально изучить многие свойства и регионы», – сказал он. «Другие галактики, однако, как правило, слишком далеки, чтобы достичь того же уровня разрешения и детализации, особенно когда мы говорим о людной среде в их галактических центрах. И то, что верно в Млечном Пути, может быть не так в других местах. Может быть множество разных причин, по которым другие черные дыры не питаются, включая ударные волны и ветры от взрывов сверхновых, которые выталкивают газ из центра галактики, или просто может быть полное отсутствие газа в центре галактики», – резюмировал Бенц.

Симеон Берд, астрофизик из Калифорнийского университета в Риверсайде, который также не принимал участия в исследовании, в свою очередь отметил, что «магнитные поля, безусловно, могут помочь объяснить, почему одни черные дыры спокойны, а другие активны». Но, как отметил Бенц, «Все остальные сверхмассивные черные дыры находятся намного дальше, поэтому измерить магнитные поля вокруг них нелегко». Как и Бенц, Берд интересуется другими объяснениями того, почему черные дыры затихают:

«Другая возможность, которая может помочь сохранить черные дыры в неподвижном состоянии, заключается в том, что во время активной фазы черная дыра нагревает газ вокруг себя до такой степени, что полностью разрушается. Если черная дыра очень активна, ее энергия может полностью удалить газ, выбить его из галактики. И как только это произойдет, эта черная дыра, скорее всего, затихнет».

Тем не менее, несмотря на некоторый скептицизм в отношении того, что линии магнитного поля могут полностью объяснить, почему Стрелец А * такой тихий – или что другие сверхмассивные черные дыры молчат по той же причине – Боннинг, Бенц и Берд назвали исследование важным, заявив, что оно предлагает астрономам новые ключи к раскрытию тайн сверхмассивного поведения черной дыры.

«Каждое открытие, как и роль магнитных полей вокруг Стрельца А *, помогает обеспечить одну часть головоломки. А с достаточным количеством частей головоломки мы можем надеяться понять жизненные циклы галактик и черные дыры, которые они содержат», – закончил свой рассказ Бенц.