Самое детальное видео джета черной дыры поставило под сомнение представления о его устройстве
Превратив почти 30 лет наблюдений за сверхмассивной черной дырой в видео, астрономы выяснили, что яркие участки в джете движутся совсем не так, как считалось раньше.
Сверхмассивные черные дыры (СМЧД) в центрах активных галактик могут выбрасывать узкие струи плазмы — джеты. Вещество в них движется со скоростью, близкой к скорости света. Если такой джет направлен в сторону Земли, активное ядро галактики называют блазаром.
Внутри этих струй астрономы наблюдают отдельные яркие компоненты (сгустки). Считается, что это ударные волны, которые распространяются по джету, «сжимая» плазму и усиливая магнитное поле и излучение.
Правда, проверить это непросто. Радиоинтерферометрия позволяла видеть яркие сгустки и следить, как они перемещаются вдоль джета, а вот измерять движение самого потока плазмы — нет. Поэтому было неясно, движется ли яркий сгусток вместе с веществом или же представляет собой ударную волну, распространяющуюся сквозь него.
Теперь международная исследовательская группа под руководством Марианны Фоски (Marianna Foschi) из Калифорнийского технологического института (США) разработала алгоритм kine. С помощью нейросети ученые объединили данные 116 наблюдений блазара 3C 345, выполненных сетью радиотелескопов VLBA с 1995 по 2022 год, в непрерывное видео. Так они смогли проследить, как за это время менялся джет блазара и двигалась плазма внутри него.
На видео отдельные сгустки перемещаются вместе с плазмой. Сначала они летят почти по прямой, затем меняют направление и постепенно растворяются в общем потоке. Скорость плазмы в некоторых областях достигала около 299 тысяч километров в секунду, или 99,7 процента скорости света. Скорость сгустков при этом оказалась сопоставима со скоростью потока.
Такая картина плохо согласуется с прежним объяснением, согласно которому сгустки возникают из-за мощных ударных волн, что распространяются через плазму. Не подтвердила эту гипотезу и поляризация радиоизлучения: рядом со сгустками не обнаружили изменений, ожидаемых от сильных ударных волн.
Таким образом, наблюдаемые сгустки, вероятно, представляют собой участки джета, где магнитное поле усиливается, а излучение возрастает. При этом они движутся вместе с самим потоком. Пока что этот вывод относится только к блазару 3C 345. Более того, астрономы не утверждают, что в других джетах ударных волн нет.
В то же время результаты научной работы, опубликованной в журнале Nature, показали, что kine можно использовать для анализа многолетних наблюдений других активных галактик. Если похожие результаты удастся получить и для них, ученым, вероятно, придется пересмотреть представления о природе ярких сгустков и роли ударных волн в их появлении.
Telegram 
Дзен 
VK 
