Структура джетов сверхмассивной черной дыры в созвездии Девы оказалась необычно сложной

Наблюдения за сверхмассивной черной дырой в центре галактики M87, которые провели астрономы из проекта Event Horizon Telescope, показали, что структура ее релятивистских струй оказалась неожиданно сложной. Результаты исследования опубликовал научный журнал The Astrophysical Journal Letters, кратко об этом пишет пресс-служба МФТИ.

Проект Event Horizon Telescope (EHT) – своеобразная виртуальная интерферометрическая обсерватория, которая объединяет мощности нескольких самых чувствительных микроволновых радиообсерваторий мира. Его создали в 2009 году для наблюдений за двумя объектами: сверхмассивными черными дырами в центре Млечного Пути (Sgr A*) и галактики M87 в созвездии Девы (M87*).

С помощью объединенных ресурсов этих обсерваторий астрономы получили снимок так называемой "тени" черной дыры – области в ее окрестностях, в которой можно увидеть "отражение" ее горизонта событий, то есть той зоны, откуда ни свет, ни любой другой материальный объект вырваться не может.

Благодаря этому астрономы теперь могут детально изучить, какие процессы происходят внутри так называемых джетов. Так астрономы называют узкие пучки плазмы, которые исходят из черных дыр. Они движутся с околосветовыми скоростями (поэтому их называют еще и релятивистскими струями) и разогреты до очень высоких температур. Джеты вырабатывают огромное количества светового и других форм излучения. Точных механизмов их происхождения астрофизики пока не знают.

В новом исследовании участники проекта EHT попытались ответить на эти вопросы. Для этого они обратились за помощью к коллегам, у которых есть доступ к телескопам, работающим в других частях электромагнитного спектра – "Хабблу", Chandra, Swift и NuSTAR, а также некоторым наземным радиоволновым обсерваториям.

Объединив результаты их наблюдений, ученые детально изучили, как сверхмассивные черные дыры вырабатывают разные формы излучения. Этому помогло то, что интенсивность света, который излучают джеты черной дыры M87*, на момент наблюдений была самой низкой из когда-либо зафиксированных.

Благодаря этому астрономы не только решили свою главную задачу и увидели "тень" черной дыры, но и поняли, где возникает основная часть вспышек гамма и радиоизлучения, источником которых служат джеты М87*.

"Мы всегда считали, что в окрестностях горизонта событий черных дыр радиоволны и гамма-излучение вырабатываются в одних и тех же точках. Однако наблюдения показали, что это не так. Это может говорить о сложной структуре выбросов сверхмассивных черных дыр", – рассказал один из авторов работы, астрофизик из Токийского университета Томохиса Кавасима.

Чтобы объяснить это явление, теоретикам придется создавать новые модели, которые описывают процесс формирования джетов.

Исследователи надеются, что дальнейший анализ данных, собранных в ходе первого цикла работы EHT, и перезапуск проекта в 2021 году помогут им узнать механизмы, которые отвечают за формирование вспышек обоих видов электромагнитных волн в разных частях джетов, а также локализовать источники других форм излучения.