Магнитные поля внутри мощных радиоджетов

Сверхмассивные черные дыры, лежащие в центрах галактик, могут извергать мощные биполярные джеты, когда материя в окрестностях черной дыры формирует вокруг неё горячий аккреционный диск.

Стремительно движущиеся частицы в таких джетах излучают электромагнитные волны, когда отклоняются от первоначальной траектории под действием магнитного поля; такие джеты были открыты в радиодиапазоне несколько десятилетий назад. В самых зрелищных случаях эти частицы движутся со скоростью, близкой к скорости света, и формируемые ими джеты составляют в длину свыше нескольких сотен тысяч световых лет, простираясь далеко за пределы видимых границ родительской галактики. Изучение природы физических процессов, лежащих в основе этих джетов и обусловливающих излучение джетами электромагнитной энергии, является одной из важнейших задач современной астрофизики.

Одним из наиболее значительных и неожиданных открытий, сделанных при помощи рентгеновской обсерватории «Чандра», стало установление факта излучения этими радиоджетами также и ярких рентгеновских лучей. Эти рентгеновские лучи тоже формируются, благодаря ускорению заряженных частиц, по крайней мере согласно некоторым моделям, однако учеными рассматриваются и другие возможные механизмы их образования. Быстродвижущиеся частицы могут рассеивать фоновый свет, сдвигая его в рентгеновскую область спектра. Кроме того, рентгеновские лучи могут образоваться в результате прохождения ударной волны, формирующейся или при взаимодействии джета и солнечного ветра/межзвездной среды, или же вследствие нестабильности самого джета и возникновения в нем турбулентных потоков.

Астроном из Гарвард-Смитсоновского астрофизического центра Анета Сьемниговска и её коллеги в новом исследовании изучили рентгеновский спектр яркого радиоджета, идущего из галактики Живописец А, расположенной на расстоянии примерно 500 миллионов световых лет от Млечного пути. Анализ полученных данных показал, что излучение однородно по длине всего джета, что противоречит сценарию с рассеянием фонового света, однако укладывается в картину отклонения частиц под действием магнитного поля.