• Добавить в закладки
  • Facebook
  • Twitter
  • Telegram
  • VK
  • Печать
  • Email
  • Скопировать ссылку
24.11.2022
Сергей Васильев
3 001

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 / Автор: Caristania Fabricius

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, 14:25
Дарья Г.

По оценкам ученых, «свободных» планет в Млечном Пути может быть в 20 раз больше, чем звезд. Так как планеты сами не светятся, разглядеть их сложно: их ищут гравилинзированием, лучше всего обнаруживающим самые массивные планеты типа Юпитера. Но вот удалось найти еще одну такую «сироту», причем не массивную с Юпитер, а земного размера. И ученые уверены, что это лишь первая находка из многих.

Позавчера, 13:05
Александр Березин

В норме чем больше становится видов в группе, тем острее они конкурируют между собой, что сначала замедляет возникновение новых видов, а затем ведет к вымиранию. Новая научная работа показала, что у рода Homo ситуация почему-то была обратной: чем больше видов он образовывал, тем быстрее возникали новые дополнительные. Среди позвоночных подобных примеров нет, только среди жуков на изолированных островах. Ученые выдвинули ряд гипотез, позволяющих объяснить столь удивительный результат.

Вчера, 16:49
Андрей

Международная группа геофизиков изучила облик внутреннего ядра Земли, чтобы выяснить, какой у него тип тепловой конвекции. В ходе исследования ученые обнаружили самые горячие и самые холодные точки в центре планеты.

Позавчера, 14:25
Дарья Г.

По оценкам ученых, «свободных» планет в Млечном Пути может быть в 20 раз больше, чем звезд. Так как планеты сами не светятся, разглядеть их сложно: их ищут гравилинзированием, лучше всего обнаруживающим самые массивные планеты типа Юпитера. Но вот удалось найти еще одну такую «сироту», причем не массивную с Юпитер, а земного размера. И ученые уверены, что это лишь первая находка из многих.

Позавчера, 13:05
Александр Березин

В норме чем больше становится видов в группе, тем острее они конкурируют между собой, что сначала замедляет возникновение новых видов, а затем ведет к вымиранию. Новая научная работа показала, что у рода Homo ситуация почему-то была обратной: чем больше видов он образовывал, тем быстрее возникали новые дополнительные. Среди позвоночных подобных примеров нет, только среди жуков на изолированных островах. Ученые выдвинули ряд гипотез, позволяющих объяснить столь удивительный результат.

Вчера, 16:49
Андрей

Международная группа геофизиков изучила облик внутреннего ядра Земли, чтобы выяснить, какой у него тип тепловой конвекции. В ходе исследования ученые обнаружили самые горячие и самые холодные точки в центре планеты.

8 апреля
Василий Парфенов

Режим работы, количество трудовых часов в неделю и экономическую стабильность профессии прочно ассоциируют с благополучием человека. Количественно и качественно определить эти взаимосвязи получается редко — нужны большие выборки респондентов и длительное время наблюдений. Автор новой научной работы использовал долговременное исследование более чем семи тысяч американцев, чтобы выявить основные эффекты паттернов трудовой деятельности на психическое и физическое здоровье работающих людей.

28 марта
Игорь Байдов

Американская компания JetZero, которая обещает произвести фурор в гражданской авиации, получила сертификат летной годности на испытания уменьшенной копии разрабатываемого ею сверхэффективного реактивного авиалайнера со «смешанным крылом». Предстоящая программа летных испытаний будет направлена на оценку летно-технических характеристик самолета, его устойчивости и управляемости.

29 марта
Ольга Иванова

Ученые из США и Швейцарии определили четыре ключевых механизма, задействованных в трансформации личности человека. Но ни один из них не сработает без самого главного — сильного желания измениться.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий

Подтвердить?
Подтвердить?
Причина отклонения
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
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: