Джеты ускоряются по мере удаления от черной дыры
Международная команда астрофизиков с помощью «Телескопа горизонта событий» смогла изучить релятивистские струи (джеты) так близко к черным дырам, как это не удавалось еще никому из их предшественников. Благодаря этому ученым удалось прийти к нескольким обобщающим выводам и в целом подвергнуть серьезной ревизии ряд устоявшихся представлений о поведении джетов. Один из выводов ученых: скорость джетов увеличивается по мере удаления от горизонта событий.
«Телескоп горизонта событий» (Event Horizon Telescope или EHT) на самом деле представляет из себя целый массив радиотелескопов, работающих совместно по принципу интерферометра (с очень длинной базой). Его главными целями являются гигантские черные дыры. Именно он в 2019 году впервые заснял в радиодиапазоне сверхмассивный объект в центре галактики Мессье 87. А в 2022 году настала очередь нашей Галактики и Стрельца А*.
В новом исследовании ЕНТ тоже употребили по прямому назначению. Правда, на этот раз ученых из Бонна и Гранады (а также их коллег) интересовали не столько сами черные дыры, сколько их высокоэнергетические выбросы — джеты. Благо, с 2017 года «Телескоп горизонта событий» наблюдал множество подобных явлений, из которых для исследования были отобраны 16. А главным козырем стало высочайшее разрешение, достигнутое ЕНТ, которое позволило впервые рассмотреть релятивистские струи буквально у самой кромки сверхмассивных черных дыр.
Это дало астрофизикам возможность изучить джеты в динамике — отследив, как они видоизменяются по мере удаления от места своего зарождения. Такое исследование сразу же преподнесло пачку сюрпризов. К примеру, оказалось, что классическая модель релятивистских струй (согласно которой они имеют коническую форму, а плазма движется внутри них с постоянной скоростью сквозь слабеющее магнитное поле), мягко говоря, далека от истины. Вернее, может быть применима только к небольшой части подобных явлений.
«К примеру, мы установили, что многие струи заметно ускоряются. Либо мы наблюдаем ускорение самой плазмы, либо эффект более сложной геометрии: если джет изгибается, то в определенной точке траектории может оказаться направлен на нас более прямо, из-за чего будет казаться, что он движется быстрее», — отметил глава исследовательской группы, астрофизик Ян Рёдер.
Кроме того, яркость джетов заметно увеличивается по мере удаления от черных дыр, что тоже свидетельствует о возрастании их скорости. И в целом выборка из 16 активных ядер галактик — самая большая, когда-либо собранная для подобного исследования — позволила нарисовать не «портрет» конкретного джета, а их общую модель. Что не только дает возможность выделить ряд их общих свойств, но и предсказать поведение отдельных уникальных экземпляров. Вроде того гиганта, что исходит от расположенного на краю Вселенной квазара J1601+3102.
