Международная команда астрономов под руководством Яна Рёдера из Института радиоастрономии Макса Планка (MPIfR) и Института астрофизики Андалусии (IAA-CSIC) совершила значительный прорыв в понимании поведения релятивистских джетов, исходящих от сверхмассивных черных дыр. Исследование, опубликованное в журнале Astronomy & Astrophysics, предоставляет убедительные доказательства того, что эти космические «фонтаны» ускоряются по мере удаления от черной дыры.
Наблюдения проводились с использованием данных первой наблюдательной кампании телескопа Event Horizon Telescope (EHT) в 2017 году. Ученые изучили 16 активных галактических ядер (AGN) — чрезвычайно ярких центров галактик, энергия которых генерируется сверхмассивными черными дырами. Исследователи сравнили данные EHT с предыдущими наблюдениями, полученными с помощью Very Long Baseline Array и Global Millimeter VLBI Array.
«Наши результаты показывают, что температура яркости обычно увеличивается по мере того, как плазма джета движется дальше от черной дыры», — отмечает Мацек Вельгус (IAA-CSIC), со-руководитель проекта. Это наблюдение имеет фундаментальное значение, поскольку бросает вызов долгое время существовавшим предположениям о поведении джетов.
Традиционная модель предполагала, что джеты имеют коническую форму и содержат плазму, движущуюся с постоянной скоростью. Однако новые данные указывают на более сложную картину. «Базовая коническая модель с плазмой постоянной скорости не может полностью объяснить наши наблюдения», — подчеркивает Эдуардо Рос из MPIfR, европейский координатор Global Millimeter VLBI Array и один из ключевых исследователей проекта.
Телескоп Event Horizon Telescope представляет собой массив радиотелескопов, формирующих виртуальный телескоп размером с Землю. Ранее EHT уже произвел фурор в научном мире, предоставив первые в истории изображения сверхмассивных черных дыр в центре нашей галактики Млечный Путь (Стрелец A) и в галактике M87. Теперь же инструмент помогает раскрыть новые тайны космических джетов, которые могут простираться на тысячи световых лет в межгалактическое пространство.
«Наши наблюдения свидетельствуют о том, что джеты либо действительно ускоряются, либо мы наблюдаем геометрический эффект от их изгиба», — объясняет Ян Рёдер, ведущий автор исследования. Й. Антон Зенсус, директор MPIfR и основатель сотрудничества EHT, добавляет: «Это открытие заставляет нас пересмотреть наше понимание физики джетов и механизмов, ответственных за их формирование».
Для полного понимания обнаруженного феномена требуются дальнейшие исследования. Ученым предстоит изучить механизмы ускорения, поток энергии, роль магнитных полей и геометрию джетов. Расширение массива EHT будет играть важную роль в будущих открытиях, а новые телескопы и сети следующего поколения помогут углубить понимание этих захватывающих космических явлений.
Стоит отметить, что данное исследование дополняет предыдущую работу РуСен Лу и его коллег, опубликованную в апреле 2023 года, которая продемонстрировала важность наблюдений промежуточного масштаба для изучения джета в галактике M87. Вместе эти работы формируют более полную картину одних из самых энергетических процессов во Вселенной, происходящих в непосредственной близости от сверхмассивных черных дыр.
Изображение носит иллюстративный характер
Наблюдения проводились с использованием данных первой наблюдательной кампании телескопа Event Horizon Telescope (EHT) в 2017 году. Ученые изучили 16 активных галактических ядер (AGN) — чрезвычайно ярких центров галактик, энергия которых генерируется сверхмассивными черными дырами. Исследователи сравнили данные EHT с предыдущими наблюдениями, полученными с помощью Very Long Baseline Array и Global Millimeter VLBI Array.
«Наши результаты показывают, что температура яркости обычно увеличивается по мере того, как плазма джета движется дальше от черной дыры», — отмечает Мацек Вельгус (IAA-CSIC), со-руководитель проекта. Это наблюдение имеет фундаментальное значение, поскольку бросает вызов долгое время существовавшим предположениям о поведении джетов.
Традиционная модель предполагала, что джеты имеют коническую форму и содержат плазму, движущуюся с постоянной скоростью. Однако новые данные указывают на более сложную картину. «Базовая коническая модель с плазмой постоянной скорости не может полностью объяснить наши наблюдения», — подчеркивает Эдуардо Рос из MPIfR, европейский координатор Global Millimeter VLBI Array и один из ключевых исследователей проекта.
Телескоп Event Horizon Telescope представляет собой массив радиотелескопов, формирующих виртуальный телескоп размером с Землю. Ранее EHT уже произвел фурор в научном мире, предоставив первые в истории изображения сверхмассивных черных дыр в центре нашей галактики Млечный Путь (Стрелец A) и в галактике M87. Теперь же инструмент помогает раскрыть новые тайны космических джетов, которые могут простираться на тысячи световых лет в межгалактическое пространство.
«Наши наблюдения свидетельствуют о том, что джеты либо действительно ускоряются, либо мы наблюдаем геометрический эффект от их изгиба», — объясняет Ян Рёдер, ведущий автор исследования. Й. Антон Зенсус, директор MPIfR и основатель сотрудничества EHT, добавляет: «Это открытие заставляет нас пересмотреть наше понимание физики джетов и механизмов, ответственных за их формирование».
Для полного понимания обнаруженного феномена требуются дальнейшие исследования. Ученым предстоит изучить механизмы ускорения, поток энергии, роль магнитных полей и геометрию джетов. Расширение массива EHT будет играть важную роль в будущих открытиях, а новые телескопы и сети следующего поколения помогут углубить понимание этих захватывающих космических явлений.
Стоит отметить, что данное исследование дополняет предыдущую работу РуСен Лу и его коллег, опубликованную в апреле 2023 года, которая продемонстрировала важность наблюдений промежуточного масштаба для изучения джета в галактике M87. Вместе эти работы формируют более полную картину одних из самых энергетических процессов во Вселенной, происходящих в непосредственной близости от сверхмассивных черных дыр.
