Пузыри Ферми⁠⁠

Гигантская восьмерка в центре Млечного Пути

В ноябре 2010 года космический гамма-телескоп «Ферми» обнаружил две крупные структуры, исходящие из центра нашей Галактики и испускающие излучение в гамма- и рентгеновском диапазонах. Они располагаются перпендикулярно плоскости Млечного Пути и простираются на 25 тысяч световых лет каждая, что суммарно составляет половину диаметра Галактики. Восьмерка или песочные часы занимают половину видимого неба — от созвездия Девы до созвездия Журавля. Заметить пузыри Ферми раньше ученые не могли из-за высокоэнергетичных частиц и межзвездного газа, которые застилают нашу Галактику в гамма-диапазоне и мешают наблюдениям.

Розовым на изображении показаны области гамма-излучения, синим — области рентгеновского излучения, обнаруженные космической рентгеновской обсерваторией ROSAT в 1990 году. Позднее команда телескопа «Планк» обнаружила излучение этих структур в микроволновом диапазоне.

Природа пузырей Ферми пока неясна. По одной из гипотез, они связаны с недавней активностью центра Галактики. В центре Млечного Пути расположена сверхмассивная черная дыра Стрелец А*, масса которой в 4 миллиона раз больше солнечной. При падении (аккреции) вещества на черную дыру и его ускорении в горизонте событий образуются релятивистские струи, или джеты, — потоки плазмы, вырывающиеся из активных ядер галактик и квазаров. Сегодня наша Галактика довольно спокойный уголок Вселенной, но если у Млечного Пути действительно были джеты, то пузыри Ферми могли образоваться из материала, поднятого ими. По другой гипотезе, эти структуры появились в результате массового превращения звезд в центре Галактики в сверхновые. Эти звезды, обладавшие вихрями высокоэнергетических частиц, могли появиться в ходе кратковременной вспышки звездообразования. Обе гипотезы пытаются объяснить, как возник столь мощный поток заряженных частиц.

Подобные структуры были обнаружены и в других галактиках. Так, в 2016 году российские астрономы заметили нечто похожее у галактики Андромеды (М31).

Измерение интенсивности гамма-излучения пузырей Ферми может помочь обнаружить облако темной материи, предположительно расположенное близ центра нашей Галактики, так как взаимодействие между частицами таинственной субстанции может сопровождаться испусканием гамма-квантов. Гамма-излучение, испускаемое пузырями Ферми, можно вычесть из общего сигнала гамма-излучения и получить в остатке излучение, исходящее из темной материи.