Все, что вы хотели знать об ИИ, — в специальном проекте Naked Science!
Перейти
  • Добавить в закладки
  • Facebook
  • Twitter
  • Telegram
  • VK
  • Печать
  • Email
  • Скопировать ссылку
Позавчера, 10:39
Сергей Васильев
1 185

Астрономы поняли, как происходит ускорение джетов в окрестностях сверхмассивных черных дыр

5.5

Узкие потоки частиц, разогнанных почти до скорости света, ярко излучают и могут быть видны на расстояниях в сотни миллионов и миллиарды световых лет. Откуда они черпают свою энергию, до сих пор оставалось неизвестно. Однако новые наблюдения позволили связать такие джеты с возникновением колоссальных ударных волн.

Блазар: взгляд художника
Блазар: взгляд художника / ©DESY, Science Communication Lab

Новый космический телескоп IXPE впервые наблюдал поляризацию рентгеновского излучения далекого блазара — узкого потока частиц, выброшенных сверхмассивной черной дырой и ускоренных до скоростей, близких к световой. Работа показала, что колоссальное ускорение этой релятивистской струе придают ударные волны, возникающие при столкновении с окружающим веществом. Об этом рассказывается в статье, опубликованной в журнале Nature.

В центрах крупных галактик находятся сверхмассивные черные дыры, и многие из них активно поглощают окружающую материю. Падая в дыру, это вещество раскаляется и ускоряется, образуя сравнительно плоский, закрученный спиралью диск. Под действием мощных магнитных полей часть вещества выбрасывается из полюсов этого диска в виде узких потоков частиц, разогнанных до околосветовых скоростей, — релятивистских джетов.

Иногда такие джеты случайно оказываются направлены в сторону Земли. Находясь от нас на огромном расстоянии, никакой опасности они не несут, зато делают активные центры далеких галактик прекрасно видимыми на дистанциях в миллионы и даже миллиарды световых лет. Такие объекты называются блазарами, и они ярко излучают в широком диапазоне волн, от радио- до рентгена и даже гамма-спектра.

Как именно происходит ускорение джетов, в точности не понятно. Шире других встречаются две гипотезы. Согласно первой из них, свою колоссальную энергию они получают из-за перезамыкания силовых линий магнитного поля, как это происходит с выбросами плазмы на Солнце. По другой версии, бешеное ускорение создают ударные волны, возникающие из-за столкновения джета с более медленным веществом, окружающим его источник. Такой механизм можно сравнить с движением воды, которая вырывается из узкого сопла под большим давлением.

Аппарат IXPE наблюдает блазар Mrk 501: взгляд художника. На внутреннем рисунке показано движение частиц через фронт ударной волны / ©Pablo Garcia, NASA

Чтобы выяснить, какая гипотеза верна, международная группа ученых во главе с Иоаннисом Лиодакисом (Ioannis Liodakis) из Университета Турку исследовала далекий блазар Маркарян 501 (Mrk 501), расположенный в 450 миллионах световых лет. Для наблюдений астрономы использовали космический телескоп IXPE, выведенный на орбиту меньше года назад. Особенность аппарата именно в том, что он способен регистрировать рентгеновское излучение и его поляризацию.

Если ускорение джета происходит из-за магнитного пересоединения, то его излучение должно быть поляризовано одинаковым образом на всех длинах волн. Если же права вторая гипотеза, то поляризация излучения джета должна зависеть от длины волны. Проходя через фронт ударной волны, частицы получают огромный импульс и излучают в рентгеновском диапазоне. Удаляясь от него, они постепенно теряют энергию и начинают излучать на все более и более длинных волнах. В таком случае поляризация должна быть выражена в рентгене сильнее, чем в менее «энергичных» частях спектра.

Наблюдая Mrk 501, спутник IXPE смог впервые измерить поляризацию рентгеновского излучения блазара. Она действительно оказалась выше, чем у излучения с большей длиной волны. Таким образом, верной можно считать гипотезу о том, что именно ударные волны придают джетам их невероятную скорость и яркость.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
Подписывайтесь на нас в Telegram, Яндекс.Новостях и VK
Позавчера, 15:40
Редакция

Режиссер Илай Сасик (Eli Sasich), вдохновившись классическими научно-фантастическими фильмами «Чужой» и «Бегущий по лезвию», несколько лет назад снял короткометражный фильм «Атропа», который стоит посмотреть, если вы интересуетесь наукой и космическими технологиями.

Вчера, 09:40
Александр Березин

Также это повышает шансы на вовлечение волка в другие виды рискованной деятельности. Работа может иметь прикладное значение и для человеческих обществ, поскольку сходное влияние известно и для людей.

Позавчера, 19:19
Анна Новиковская

В то время как основные мировые языки со временем упрощают письменность, существует одно яркое исключение: китайский язык. За свою историю, насчитывающую три тысячелетия, его система письма становилась только сложнее и до сих пор остается крайне сложной для изучения.

Позавчера, 15:40
Редакция

Режиссер Илай Сасик (Eli Sasich), вдохновившись классическими научно-фантастическими фильмами «Чужой» и «Бегущий по лезвию», несколько лет назад снял короткометражный фильм «Атропа», который стоит посмотреть, если вы интересуетесь наукой и космическими технологиями.

Позавчера, 19:19
Анна Новиковская

В то время как основные мировые языки со временем упрощают письменность, существует одно яркое исключение: китайский язык. За свою историю, насчитывающую три тысячелетия, его система письма становилась только сложнее и до сих пор остается крайне сложной для изучения.

Вчера, 09:40
Александр Березин

Также это повышает шансы на вовлечение волка в другие виды рискованной деятельности. Работа может иметь прикладное значение и для человеческих обществ, поскольку сходное влияние известно и для людей.

1 ноября
Анна Новиковская

Когда мы представляем взаимодействие неандертальцев с нашими предками, первобытными людьми, то обычно думаем об агрессивных стычках и конкуренции на охоте. Однако теперь ученые выяснили, что два вида людей взаимодействовали на протяжении как минимум 200 тысяч лет — это слишком долгий срок для активных военных действий, но достаточный для постепенного «растворения» одного вида в другом.

19 ноября
Анна Новиковская

В последний раз черношейного фазанового голубя видели еще в 1882 году, и с тех пор ученые не знали, живет ли еще в лесах острова Фергуссон эта красивая птица. Теперь, наконец, им повезло: одна из камер запечатлела представителя редчайшего подвида фазановых голубей.

13 ноября
Анна Новиковская

Беспилотный орбитальный самолет США завершил свою шестую миссию и приземлился рано утром в субботу. Он провел в космосе рекордные 908 дней, все это время обеспечивая себя энергией благодаря солнечным батареям.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий

Подтвердить?
Подтвердить?
Не получилось опубликовать!

Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.

Понятно
Жалоба отправлена

Мы обязательно проверим комментарий и
при необходимости примем меры.

Спасибо
Аккаунт заблокирован!

Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.

Понятно
Что-то пошло не так!

Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.

Понятно
Лучшие материалы
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.
Ваша заявка получена

Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно
Ваше сообщение получено

Мы скоро прочитаем его и свяжемся с Вами по указанной почте. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: