МОСКВА, 3 апр. Российская обсерватория "РадиоАстрон" смогла вплотную подобраться к источнику джетов, "плевков" черных дыр, и найти намеки на то, что они рождаются внутри окружающего их "бублика" материи, а не у горизонта событий, говорится в статье, опубликованной в журнале Nature Astronomy.
"Нам удалось построить более детальное изображение джета и измерить его ширину так близко к месту его зарождения, что мы можем сделать выводы о механизме его образования. Джет оказался достаточно широким, что указывает на то, что он возникает в аккреционном диске, а не в эргосфере черной дыры", — заявил Кирилл Соколовский из Государственного астрономического института МГУ.
Огненное око пустоты
Сверхмассивные черные дыры существуют в центре практически любой галактики. В отличие от черных дыр, возникающих при коллапсе звезд, их масса в несколько миллионов раз больше солнечной. Они периодически поглощают звезды, другие небесные тела и газ, и выбрасывают часть захваченной материи в виде джетов — пучков разогретой плазмы, движущихся с околосветовой скоростью.
Пока ни теоретики, ни астрономы-наблюдатели не могут понять, где и как возникают джеты, и что разгоняет их материю до столь высоких скоростей, и разогревает ее до невозможно высоких температур.
Часть ученых считает, что "плевки" черных дыр возникают внутри диска аккреции, окружающего "бублика" материи, благодаря процессу, похожему по своей природе на то, как возникают мощные выбросы корональной материи на Солнце. Во время таких катаклизмов силовые линии магнитного поля разрываются и выделяется огромное количество энергии, которая разгоняет частицы до сверхвысоких скоростей и заставляет их излучать свет, а вращение самого диска "катапультирует" их во внешнюю среду.
Другие астрономы полагают, что основание джетов находится значительно глубже, внутри так называемой эргосферы – особой области рядом с горизонтом событий черной дыры, откуда падающий на нее объект еще может вырваться, но где он уже не может остановиться. Сторонники этой идеи считают, что джеты рождаются благодаря самой черной дыре, а не процессам в диске аккреции, который в данном случае выступает лишь в качестве источника материи для ее "плевков".
Касание черной дыры
Соколовский и его коллеги выяснили, что первая теория ближе к реальности, наблюдая за одной из ближайших к нам сверхмассивных черных дыр, расположенной в центре галактики NGC 1275, используя "РадиоАстрон", уникальную российскую наземно-космическую радио-обсерваторию. До недавнего времени черная дыра в центре этой галактики находилась в "спячке", и ее пробуждение позволило ученым проследить за тем, как рождается джет.
Этот объект, как добавляет Юрий Ковалев, научный координатор проекта и заведующий лабораторией в МФТИ, расположен относительно недалеко от Земли, на расстоянии в 237 миллионов световых лет. Это позволило "РадиоАстрону" вплотную подобраться к "ножке" джета, получив данные по его структуре на расстоянии всего в 12 световых дней от основания выброса.
"Благодаря беспрецедентному разрешению "РадиоАстрона" мы увидели, что джет сразу стартует широким и имеет цилиндрическую форму. Быть с самого начала широким он может только при условии, если в его формировании значительную роль сыграл аккреционный диск. Это первый результат, который указывает на важность вклада диска", — объясняет астрофизик.
В прошлом, как отмечает Ковалев, ученые считали, что джет рождается достаточно узким, и поэтому они предполагали, что его порождают процессы в эргосфере, а не в самом диске аккреции. В реальности, оно оказался примерно в 10 раз шире, чем предсказывала теория.
По мнению Туомаса Саволайнена (Tuomas Savolainen), еще одного участника наблюдений из университета Аалто (Финляндия), это открытие ставит под сомнение, но пока еще не опровергает "эргоферную" теорию рождения выбросов черных дыр. Как надеются астрофизики, собранные ими данные помогут теоретикам разобраться, какая из двух идей ближе к реальности.
