Piena Ceļa centrā esošo supermasīvo melno caurumu ieskauj pārsteidzoši liels smago elementu krājums, liecina jaunākie Džeimsa Veba kosmiskā teleskopa (JWST) novērojumi. Atklājums var sniegt jaunus pavedienus par to, kā Zeme ieguva savu smago elementu daļu, taču vienlaikus tas var padarīt vēl sarežģītāku vienu no lielākajiem noslēpumiem par mūsu galaktikas centrālo melno caurumu.

Astronomijā par metāliem dēvē visus elementus, kas ir smagāki par ūdeņradi vai hēliju. Pie tiem pieder, piemēram, skābeklis, ogleklis, dzelzs un zelts. Šie elementi veidojas kodolsintēzes procesos zvaigžņu dzīves noslēguma posmā. Kad zvaigznes eksplodē vai citādi izkliedē savu vielu kosmosā, elementi nonāk starpzvaigžņu telpā un vēlāk tiek iekļauti jaunās zvaigžņu paaudzēs.

Elementi, ko kosmosā izplatījušas supernovas

Zinātnieki uzskata, ka JWST pamanītā viela, visticamāk, nākusi no supernovām — zvaigžņu sprādzieniem, kas metālus izsvieduši reģionā ap Sagittarius A* (Sgr A*), milzīgo melno caurumu Piena Ceļa centrā.

Smagie elementi tika konstatēti gāzes veidā, un to sastāvs, šķiet, sakrīt ar vairāku tuvumā esošu zvaigžņu sastāvu. Tas liecina, ka gan zvaigznes, gan gāze varētu būt radušās aptuveni vienā laikā. Pētnieki šos novērojumus aprakstījuši darbā, kas 19. oktobrī publicēts žurnālā The Astronomical Journal. Pētījums turpina maijā publicētu darbu žurnālā The Astrophysical Journal.

“Mēs zinām, ka mūsu galaktikas centrā atrodas melnais caurums, kas pievelk sev vielu, taču redzam, ka tas aprij daudz mazāk vielas nekā citi supermasīvie melnie caurumi un dara to lēnāk,” paziņojumā sacīja jaunā pētījuma pirmā autore, Makgila universitātes Monreālas doktorante astrofizikā Nikola Forda. “Lai saprastu, kāpēc tas notiek, jāizpēta tam pieejamo materiālu īpašības — tostarp gāze, putekļi un ap to riņķojošās zvaigznes.”

JWST izmērīja gāzes mākoņu sastāvu

JWST atrodas Lagranža punktā L2 — aptuveni 1 miljonu jūdžu jeb 1,5 miljonu kilometru attālumā no Zemes Saules pretējā pusē. Teleskops noteica konkrētu gāzes mākoņu siltuma signālus netālu no melnā cauruma, kā arī izmērīja tajos esošo metālu daudzumu.

Novērojumu attēlos galaktikas centrs redzams infrasarkanajā starojumā trīs dažādos mērogos. Sagittarius A* atrašanās vieta tajos atzīmēta ar baltu zvaigzni, bet attēlu secība no kreisās uz labo pusi rāda arvien tuvāku reģiona skatu dažādos viļņu garumos.

“Šie atklājumi varētu uzlabot izpratni par to, kā metāli izplatās ap supermasīviem melnajiem caurumiem daudz tālākās galaktikās, kā arī par procesiem, kas Zemei piegādājuši daudzus no šiem elementiem,” norādīja Makgila universitātes pētnieki. Viņi piebilda, ka metālu klātbūtne ietekmē to, cik ātri gāze atdziest, un tas savukārt ietekmē, cik viegli gāzi var ievilkt melnajā caurumā.

Gāze viena pati neatklāj melnā cauruma aktivitāti

Iepriekšējais pētījums žurnālā The Astrophysical Journal parādīja, ka gāzes emisijas melnā cauruma tuvumā ietekmē apstākļi vietējos mākoņos. Tāpēc gāzi vienu pašu nevar izmantot kā uzticamu rādītāju, lai noteiktu, cik bieži melnais caurums ir bijis aktīvs, secināja pētnieki.