Благодаря российскому телескопу астрономы впервые подробно рассмотрели выброс чёрной дыры

Работа космического телескопа в одной связке с наземными позволяет получать рекордно детальные изображения.

Иллюстрация Юрий Ковалёв, ФИАН.

Джеты √ это струи частиц, разогнанных почти до скорости света.

Иллюстрация NASA/JPL-Caltech.

Российский наземно-космический радиотелескоп "Радиоастрон" позволил с беспрецедентной точностью рассмотреть поток плазмы (джет), испущенный сверхмассивной чёрной дырой. Раньше у учёных не было технической возможности увидеть этот процесс. Научная работа большой команды специалистов, в числе которых исследователи из Физического института РАН (ФИАН), МГУ и МФТИ, опубликована в журнале Nature Astronomy.

"Вести.Наука" (nauka.vesti.ru) уже рассказывали о джетах – струях частиц, разогнанных почти до световой скорости, испускаемых чёрной дырой. Учёные до сих пор спорят, как они образуются. Ясно, что вещество джета берётся из облака падающего на "галактического монстра" вещества (аккреционного диска, как говорят специалисты). Однако что придаёт этой струе момент импульса?

На этот счёт есть две конкурирующие идеи, которые были предложены ещё на рубеже 70–80-х годов прошлого века. Не вдаваясь в детали, понятные лишь специалистам, обозначим их главное отличие. Модель Блэнфорда–Знаека отводит главную роль в этом процессе самой чёрной дыре, а модель Блэнфорда–Пейна – аккреционному диску.

Долгие годы астрофизики отдавали предпочтение первой гипотезе, то есть склонялись к тому, что джеты в галактиках формируются центральной сверхмассивной чёрной дырой. Однако данные, полученные с помощью российского телескопа, видимо, заставят их пересмотреть свои взгляды.

Джеты √ это струи частиц, разогнанных почти до скорости света.
Джеты √ это струи частиц, разогнанных почти до скорости света.
Иллюстрация NASA/JPL-Caltech.

"Радиоастрон" – это радиотелескоп-интерферометр. Мы подробно рассказывали, что это такое. Вкратце речь о том, что система из двух инструментов, разнесённых на расстояние D, может строить такие же детальные изображения, как телескоп с диаметром зеркала D. Для "Радиострона" этот параметр превышает 300 тысяч километров (поскольку космическая антенна работает в "сотрудничестве" с десятками крупнейших радиотелескопов земного шара). Между прочим, в результате получается самый большой научный прибор, когда-либо созданный человечеством.

Это и позволяет инструменту различать рекордно тонкие детали. Вот и в данном случае "корни" джетов центральной чёрной дыры радиогалактики Персей A удалось рассмотреть с детализацией всего лишь в пару сотен радиусов чёрной дыры. Это в десять раз ближе к границе чёрной дыры, чем это было возможно с наземными инструментами.

К удивлению астрономов, оказалось, что в своей нижней части джет уже довольно широк (его ширина составляет порядка тысячи радиусов Шварцшильда). А ведь если бы момент импульса джету придавала чёрная дыра, то "у корней" его ширина была бы меньше как минимум в десять раз.

"Мы публикуем первую карту "РадиоАстрона" для объекта, находящегося так близко к нам. Из-за его близости реализуемое линейное разрешение составляет величину всего лишь 12 световых дней на расстоянии 70 мегапарсек, или 230 миллионов световых лет! Благодаря такому 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", – комментирует соавтор исследования, сотрудник МФТИ и ФИАН Юрий Ковалёв.

Впрочем, это достижение не опровергает общепринятую модель окончательно. Возможно, что истина где-то посередине, и разные части джета получают момент импульса из разных источников. Уникальные наблюдательные возможности "Радиоастрона" и светлые головы теоретиков помогут в будущем дать окончательный ответ на этот вопрос.

Напомним, что совсем недавно "Вести.Наука" писали о том, как этот инструмент помог рассмотреть рекордно тонкие детали космического мазера. А ранее он во всех подробностях показал активное ядро галактики.