[gog]

Сияние Центавра: Гамма-галактика

Если б наши глаза видели небо не в оптическом диапазоне, а в радиоволнах, одним из самых ярких и крупных объектов нам бы казалась расположенная неподалеку галактика Центавр А.Ее видимые размеры раз в 20 превышали бы полную Луну, а самой броской деталью в ее облике была бы пара огромных рукавов газа, выброшенных из центра галактики сверхмассивной черной дырой, довольно крупной даже по рамкам сверхмассивных черных дыр. Каждый из этих рукавов растянулся примерно на миллион световых лет.

Еще более интересной выглядит галактика Центавр А (NGC 512 в «глазах» орбитального телескопа Fermi, работающего в гамма-диапазоне.


Несмотря на то, что гамма-лучи и радиоволны расположены на разных полюсах электромагнитного спектра, газопылевые потоки в этой галактике ясно видны и на снимках, сделанных Fermi, что несколько озадачивает астрономов. Один из участников проекта Fermi, Тедди Чун (Teddy Cheung) поясняет: «Это – то, чего мы еще никогда не видели в гамма-лучах. Более того, интенсивность сияния этих потоков в гамма-диапазоне на порядок выше, чем на радиоволнах».


Галактика Центавр А расположена примерно в 12 млн световых лет от Земли, в созвездии Центавра. Поучительно, что в свое время она стала едва ли не первой галактикой, идентифицированной в качестве источника радиоизлучения. Пара ее испускающих радиоволны «рукавов» - классический пример из учебников – но если б в первый раз ее рассматривали не радио-, а гамма-телескопом, она вполне могла бы стать примером и образцом совершенно другого случая, гамма-излучающей галактики.


Вообще же Центавр А относится к «активным» галактикам, то есть тем, чей центр интенсивно излучает в широком диапазоне волн. Питает это излучение расположенная тут же сверхмассивная черная дыра, с аппетитом поглощающая материю. Падение вещества в пропасть этой дыры происходит по довольно извилистому маршруту, оно закручивается, как вода вокруг слива раковины, создает сложные завихрения, а часть в результате гравитационных и магнитных взаимодействий на большой скорости даже отбрасывается прочь от дыры – двумя симметричными потоками, исходящими от ее полюсов. Все эти раскаленные и быстро движущиеся течения материи интенсивно излучают.


Так обстоит дело и в сердце Центавра А, где расположена весьма крупная сверхмассивная черная дыра, масса которой оценивается в сотни миллионов солнечных масс. Отброшенные ей потоки вещества устремляются в космос на околосветовой скорости. Постепенно замедляясь, они формируют нечто вроде огромных газопылевых «пузырей», наполненных частицами и магнитными полями. Именно они и становятся источниками радиоволн. Но откуда тогда берутся гамма-лучи?


Дело в том, что Вселенная вся наполнена микроволнами реликтового излучения (подробнее об этом важнейшем явлении читайте в статье «Нобелевская рябь»), равно как и другими низкоэнергетическими фотонами. Когда такой фотон, попав в газопылевой «пузырь» Центавра А, случайно сталкивается с какой-нибудь очень быстрой частицей, он получает мощнейший импульс и ускоряется настолько, что превращается в фотон гамма-излучения.


Конечно, такой процесс больше напоминает бильярд, чем астрофизику, однако он давно известен под названием эффекта Комптона и, как считается, довольно распространен во Вселенной. Для нескольких десятков галактик показано, что именно эффект Комптона является причиной тому, что они излучают в рентгеновском диапазоне. Но Центавр А – первый случай, когда имеется достаточно оснований считать, что это же явление способно разгонять фотоны еще сильнее, до частоты гамма-лучей.


Подробнее о работе миссии Fermi, ее задачах и загадках читайте в статье «Гамма-небеса».


По сообщению NASA

Собираемая зондом Fermi картина неба в высокоэнергетических гамма-лучах. Показано положение на ней галактики Центавр А, а в углу – композитное изображение этой галактики, в оптическом и гамма-диапазонах

Гигантская эллиптическая галактика Центавр А в видимых лучах
Интенсивность излучения «рукавов» Центавра А в гамма-диапазоне (показано фиолетовым поверх оптического снимка галактики) более чем на порядок превосходит интенсивность на радиоволнах
Если добавить к предыдущей иллюстрации данные, полученные на радиоволнах (показаны оранжевым), то только тогда можно оценить масштабы и красоту этих «рукавов» частиц, растянувшихся более чем на 1,4 млн световых ле