Китайские астрофизики увязали теорию джетов черных дыр с практикой
К тому, что чёрные дыры — не совсем «чёрные», и способны производить выбросы излучения, именуемые джетами, все уже более-менее привыкли. Но вот механизм этих джетов до сих пор до конца непонятен: между собой борются две главные доминирующие теоретические концепции. Впрочем, не исключено, что это противостояние близко к завершению: международная команда астрономов во главе с Юань Фэном провела масштабные наблюдения за сверхмассивной чёрной дырой в другой галактике и готова указать, какая из теорий почти идеально ложится на практику.
Спор между двумя гипотезами относительно выбросов излучения чёрных дыр длится уже не первое десятилетие. Первая из них сокращённо называется БЗ-модель, по первым буквам фамилий её авторов — физиков Блэндфорда и Знаека. Она предполагает, что мощные струи излучения обязаны своим появлением энергии вращения чёрной дыры и выбрасываются наружу при участии магнитного поля. Вторая модель переносит образование джетов на аккреционный диск, поэтому и носит название «диско-струйной».
Несмотря на то, что большинство учёных являются сторонниками первой, БЗ-модели, было неясно, может ли она объяснить ряд наблюдаемых характеристик реальных джетов. Например — их удлинённую структуру или повышенную яркость вблизи «края».
Чтобы эмпирически устранить или наоборот подтвердить противоречия, коллектив астрономов, предводимый доктором Юань Фэном из Шанхайской астрономической обсерватории Китайской академии наук, обратился к галактике Мессье 87. В её центре находится сверхгигантская чёрная дыра, чрезвычайно удобная для наблюдений (именно она — первая в истории, которую удалось сфотографировать). Исследование же разделилось на три этапа.
Сперва астрофизики чисто теоретически рассчитали параметры джетов этой чёрной дыры на основе каждой из гипотез. Затем детальному изучению подвергся реальный её выброс, зафиксированный Телескопом горизонта событий (а также другие свойства чёрной дыры, такие как напряжённость магнитного поля или температура аккреционного диска). И в финале произошло сравнение: какая из моделей — «БЗ» или «диско-струйная» — точнее предсказали реальные параметры джета.
Вывод звучит однозначно: схема Блэндфорда-Знаека очень хорошо соответствует реальным наблюдениям, включая линейные размеры струи, её яркость и скорость. А вот диско-струйная модель на некоторых из них серьёзно «споткнулась». Таким образом, БЗ-гипотеза на шкале достоверности резко вырвалась вперёд.
Впрочем, одно исследование не может разрешить фундаментального спора — практически наверняка подобные расчёты будут проведены для других чёрных дыр. Возможно, следующей из них станет Стрелец А*, расположенный близко к нам — всего в 25 тысячах световых лет. Тем более что всего за месяц до этого астрофизики впервые смогли документально зафиксировать сжимающие его в своих тисках мощные магнитные поля.
