Галактический чих: пузыри от чёрной дыры экспресс
В 2020 году рентгеновский телескоп eROSITA обнаружил пару огромных пузырей, нависших над и под диском нашей Галактики. Эти облака раскалённого до миллионов градусов газа — след колоссального выброса энергии из центра.
Астрономы изучили юго-восточный край одного пузыря, где вещество врезается в разреженный фон. Разложив рентгеновский свет на цвета с помощью спектроскопии, они выяснили, что ударная волна мчится со скоростью 700 км/с, а вокруг — почти пустота: газ состоит в основном из водорода и содержит менее 10% тяжёлых элементов от солнечного уровня. Хотя газ раскалён, космонавт внутри не заметил бы жара — плотность вещества в триллионы раз ниже, чем у воздуха, и частицы проносятся мимо, почти не соударяясь. Эта ударная волна действует как природный ускоритель: она разгоняет частицы до таких скоростей, что они становятся космическими лучами, бомбардирующими Землю. Понимание этих пузырей связывает историю галактики с тайной самых энергичных частиц во Вселенной.
Оригинальная аннотация
как её написали авторы, на английском arXiv:2603.20740
Unlike the complicated X-ray and radio structure observed in the North Polar Spur area, the South-Eastern part of the eROSITA bubbles can be reasonably well described as a propagating forward shock, plausibly created by the transient energy release at the Galactic Center. In this model, the physical radius of the bubble is $$R_{\rm b}\sim 7-8\,{\rm kpc}$$ and the age of the outburst is $$t_{\rm age}\sim 5-8\,{\rm Myr}$$. The visible segment of the shock front (located at a distance of $$\sim 10-12\,{\rm kpc}$$ above the Galactic Disk and at a similar distance from the Sun) is currently expanding with the velocity $$\sim 700\,{\rm km\,s^{-1}}$$ through the gas with density $$n_e\sim 3\times 10^{-4}\,{\rm cm^{-3}}$$, and the abundance of heavy elements in this gas is $$Z\lesssim 0.1 \times Z_\odot$$. Unlike constraints derived from the line-of-sight-integrated quantities, these are effectively in situ measurements of the circumgalactic medium (CGM) properties. Given the simplifying assumptions used in deriving the density, we assign a factor of 2 systematic uncertainty to the final estimate. An eventual decisive test for the shock properties can be provided by the velocity measurements of the X-ray-emitting gas with soft X-ray bolometers. The extended forward shock propagating through low-metallicity gas is a favorable site to accelerate very high-energy cosmic rays, which might contribute to the observed proton-rich galactic cosmic ray component at PeV energies.
Скорость ударной волны (700 км/с) такова, что она могла бы долететь от Земли до Луны за 9 минут.