Астрономы впервые напрямую измерили мощность и скорость релятивистских джетов, испускаемых черной дырой в системе Лебедь X-1. Оказалось, что эти потоки вещества обладают энергией, сравнимой с суммарным излучением примерно 10 тысяч Солнц, и движутся со скоростью около 150 000 км/с — всего лишь в 2 раза медленнее света. Работа опубликована в журнале Nature Astronomy.
Исследованием занималась международная команда с трех континентов под руководством ученых из Университета Кертина в Австралии. С помощью глобальной сети радиотелескопов они вели длительные наблюдения, в деталях проследив за поведением так называемых «танцующих» джетов — потоков плазмы, направление которых меняется под воздействием сильного ветра от массивной звезды-компаньона. Это позволило впервые напрямую вычислить мощность выбросов «здесь и сейчас».
По расчетам авторов, около 10% энергии вещества, падающего в черную дыру, уходит не внутрь, а выбрасывается наружу в виде узких конусов плазмы. Ранее такие оценки делались лишь косвенно и усреднялись в масштабах тысяч лет, тогда как новая методика позволяет измерять параметры практически в реальном времени.
Почему «танцуют» джеты
Лебедь (Cygnus) X-1 — расположенная примерно в 6 000 (по другим данным в 7 8000) световых лет от Солнца двойная система, где черная дыра неспешно поглощает вещество гигантской голубой звезды HDE 226868 с массой 19 M⊙. Вещества донора слишком много, и черная дыра, масса которой оценивается в 14,8 M⊙, а диаметр — всего в 44 километра, не в состоянии его «переварить». Часть материи вылетает в районе магнитных полюсов в противоположные стороны перпендикулярно условной плоскости аккреционного диска.
Сильный звездный ветер донора отклоняет выбрасываемые струи от оси вращения черной дыры, из-за чего их направление слегка колеблется по мере движения объектов вокруг перицентра системы. Наблюдая это отклонение, исследователи смогли достоверно оценить силу и скорость джетов.
Значение открытия
Ученые считают, что подобные джеты играют ключевую роль в эволюции галактик: они создают ударные волны, распространяют магнитные поля и могут очищать огромные области космоса от газа, влияя на образование звезд.
Исследования показывают, что джеты сверхмассивных черных дыр (с массами в миллиарды солнечных) способны растягиваться на миллионы световых лет и переносить энергию и материю далеко за пределы родительских галактик, воздействуя на структуру вселенской «космической паутины».
Джеты черных дыр являются ключевым источником их обратной связи с межзвездной средой и имеют решающее значение для нашего понимания эволюции галактик. Нам впервые удалось измерить мгновенную мощность и скорость джетов черной дыры, что открывает возможность отслеживать их влияние на события в Млечном Пути.
Стив Прабу
Ряд ученых предполагают, что такие струи могут быть источником сверхэнергичных пета-нейтрино, время от времени долетающих до Земли.
Источник: hi-tech.mail.ru