Астрономы провели «рентгеновское» исследование центра Млечного Пути

В сердце Млечного Пути навели порядок: ученые смогли отделить следы сверхновой от рентгеновского «шума» вокруг сверхмассивной черной дыры.Изображение области исследования в нескольких различных диапазонах длин волн. На всех панелях север расположен вверху, а восток — слева, крестиком обозначает местоположение Sgr A*. Расстояние в 1 пк соответствует примерно 25 угловым секундам. (a) объемное изображение на волне 450 мкм, показывающее распределение и плотность молекулярного газа; (b)–(d) карты температуры пыли и плотности вещества вдоль линии зрения ( Марш и др., 2017); (e) непрерывное изображение VLA области с частотой 5,5 ГГц, показывающее протяженность оболочки остатка сверхновой (J.-H. Zhao и др., 2016); (f) излучение в диапазоне 37,1 мкм, характеризующее теплую пыль в регионе (R. M. Lau и др., 2015); (g) Изображение HST NICMOS в диапазоне 1,875 мкм (Q. D. Wang и др., 2010); (h) снимок «Чандры» рассеянного излучения с энергией 2-8 кэВ с удаленными точечными источниками, показывающее основные рентгеновские компоненты на линии зрения: плазму, питаемую ветром, окружающую Sgr A*, и остаток сверхновой.Источник: https://iopscience.iop.org/

Центр Млечного Пути — не самое спокойное место во Вселенной. Здесь расположена сверхмассивная черная дыра Стрелец A*, имеющая массу около 4 миллионов солнечных масс, а вокруг нее смешиваются газ, пыль, магнитные поля и множество звезд. На этом фоне астрономам было крайне сложно выяснить, какое именно излучение принадлежит отдельным объектам.

Теперь исследователи смогли в буквальном смысле «разобрать» этот космический клубок. Основным объектом нового анализа стал Sgr A East — остаток взрыва сверхновой, находящийся ближе всего к Стрельцу A* среди известных астрономам аналогичных объектов.

Работа опубликована в The Astrophysical Journal. Ученые использовали данные рентгеновской обсерватории NASA Chandra и специальный метод разделения сигналов, который позволил выделить три основных источника рентгеновского излучения.

Космический «слоеный пирог» разобрали по ингредиентам

Проблема заключалась в том, что Sgr A East находится в самом центре космической мешанины. Кроме самого остатка сверхновой, рентгеновский сигнал создают сталкивающиеся ветры от горячих массивных звезд и множество более слабых источников. Среди последних особое внимание привлекают двойные системы, в которых обычные живые звезды вращаются вокруг мертвых звезд — белых карликов.

Из-за этого прежние изображения представляли собой смесь различных компонентов. Новый анализ впервые позволил убрать из изображения точечные источники и выделить само рассеянное (в силу огромного и постоянно растущего объема вещества) излучение Sgr A East.

Результаты оказались более информативными, чем обычные фотографии: ученые составили карты распределения химических элементов внутри остатка. В частности, удалось проследить спектры железа, серы, аргона и кальция.

Особенно хорошо проявился богатый железом центральный компонент Sgr A East. В диапазоне энергий 5–8 кэВ исследователи выделили излучение линии железа примерно на 6,7 кэВ. При этом плазма вокруг Стрельца A* имеет более низкие характерные энергии — около 6–6,2 кэВ. Именно эта разница позволила разделить ранее смешивавшиеся структуры.