KADA je svemirski teleskop Fermi Gamma-Ray 2008. ušao u nisku Zemljinu orbitu omogućio nam je, putem visokoenergetskog gama zračenja, potpuno novi pogled na svemirska prostranstva. Jedno od njegovih zanimljivijih otkrića bili su Fermijevi mjehuri: divovske, simetrične mrlje koje su se protezale iznad i ispod galaktičke ravnine; 25.000 svjetlosnih godina sa svake strane središta Mliječne staze. Ove neobične strukture "sjaje" u gama zrakama, najvišim energetskim rasponima valnih duljina.
Zatim nam je rendgenski teleskop eROSITA 2020. priuštio dodatno iznenađenje - još veće mjehure koji se protežu preko 45.000 svjetlosnih godina sa svake strane galaktičke ravnine, ovaj put emitirajući X-zrake manje energije. Znanstvenici su stoga zaključili da su oba skupa mjehura vjerojatno rezultat neke vrste oslobađanja energije iz galaktičkog središta i njegove supermasivne crne rupe. Međutim, još uvijek je ostao nepoznat sam mehanizam iza njihova stvaranja.
Za sve je kriva supermasivna crna rupa?
Fizičar i astronom Yutaka Fujita sa sveučilišta Tokyo Metropolitan u Japanu je putem simulacija osmislio rješenje koje bi moglo ponuditi odgovor na ovaj misterij. Navodi da je emisije X zraka vjerojatno uzrokovao snažni, brzi vjetar koji se zabija u plin što ispunjava međuzvjezdani prostor, proizvodeći udarni val koji odjekuje natrag kroz plazmu i uzrokuje njezin upečatljiv sjaj.
Supermasivna crna rupa usred Mliječne staze, Strijelac A*, poprilično je mirne naravi. Nije previše aktivna, odnosno ne proždire pretjerano materijal oko sebe. No, nije uvijek bilo tako, a aktivna crna rupa može na razne načine utjecati na prostor koji je okružuje.
Naime, kada materija pada prema crnoj rupi, ona se zagrijava. Dio tvari se kanalizira duž linija magnetskog polja crne rupe koje ubrzava čestice skoro do brzine svjetlosti te ih "izbacuje" iz polova crne rupe kao snažne mlazove ionizirane plazme. Osim toga, postoje i kozmički vjetrovi: tokovi nabijenih čestica koje "hvata" materijal koji kruži oko crne rupe i koje se zatim izbacuju u svemir.
Dakle, ako uspijemo pomoću raznih pokazatelja, poput Fermijevih mjehura, pogledati u prošlost Strijelca A*, možemo vidjeti kada i na koji način je naša supermasivna crna rupa bila aktivna. Fujita je promatrao strukture X-zraka povezanih s mjehurima i proveo numeričke simulacije kako bi ih pokušao reproducirati bazirajući se na procesu hranjenja crne rupe.
Gledanje u prošlost hranjenja crne rupe
"Nakon usporedbe rezultata numeričkih simulacija s promatranjima, dolazimo do zaključka da je mjehure stvorio brzi vjetar iz galaktičkog središta", napisao je Fujita, a prenosi Science Alert.
Naime, astronom smatra da je za mjehure najvjerojatnije odgovoran vjetar iz crne rupe što puše brzinom od 1000 kilometara u sekundi, a koji je nastao prilikom njenog prošlog "ručka" koji je trajao 10 milijuna godina i završio relativno nedavno. Dok se vjetar širio prema van, nabijene čestice su se sudarale s međuzvjezdanim medijem, stvarajući udarni val koji se odbija natrag u mjehur. Ovi obrnuti udarni valovi su zagrijali materijal unutar mjehura i uzrokovali njegov sjaj.
Fujita je također istraživao mogućnost eksplozivne erupcije iz galaktičkog središta i nije uspio reproducirati Fermijeve mjehure, što ukazuje na to da je spori, stabilni vjetar iz galaktičkog središta najvjerojatniji praotac misterioznih struktura. A snaga tog vjetra može se pripisati samo Strijelcu A*, a ne formaciji zvijezda - još jednom fenomenu koji proizvodi kozmičke vjetrove.
Istraživanje naziva Evidence for powerful winds and the associated reverse shock as the origin of the Fermi bubbles objavljeno je u časopisu Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.