Джет от «сфотографированной» черной дыры движется с околосветовой скоростью

Галактика М87 стала особенно известной в прошлом году, когда силуэт именно ее центральной сверхмассивной черной дыры был впервые опубликован. Но это не единственное «достижение» этой галактики, весьма удобной для наблюдений астрономов.

М87 еще известна как Virgo A или NGC 4486. Это сверхгигантская эллиптическая галактика в созвездии Девы на расстоянии около 53 млн световых лет от нас. Она имеет размер в 240 тысяч световых лет. Ее окружают невероятные 12 тысяч шаровых звездных скоплений – можно сравнить со всего 200 у Млечного Пути.

В сердце М87 находится сверхмассивная черная дыра, имеющая массу в 6,5 млрд солнечных. Из окрестностей черной дыры распространяется релятивистская струя, джет, протяженностью примерно 5 тысяч световых лет. Астрономы наблюдали за этим джетом на протяжении многих лет в разных диапазонах, включая радио, оптический и рентгеновский. И впервые рентгеновские данные с космического телескопа Chandra позволили точно измерить скорость движения отдельных участков этого джета. Скорость превысила 99 процентов от скорости света. Впервые удалось зарегистрировать такую скорость именно на основании рентгеновского излучения.

Не все вещество из аккреционного диска, окружающего черную дыру, попадает в нее. Некоторая часть его выбрасывается в джетах с невероятной скоростью по магнитным линиям. Эти струи не являются гладкими и ровными. Они имеют комки и узлы, которые и может наблюдать Chandra. Особый интерес представляли два узла, за которыми следили несколько лет. Они находятся на расстоянии около 900 и 2500 световых лет от черной дыры соответственно.
Сырые рентгеновские данные показывают, что узлы движутся с невероятной скоростью, превышающей скорость света в 6,3 и в 2,4 раза соответственно.

Однако, как известно, ничего не может передвигаться быстрее скорости света. А наблюдаемый эффект, названный сверхсветовым движением, был описан еще в 60-70-х годах прошлого века. Эта иллюзия вызвана расположением луча джета относительно наблюдателя. Вот краткое пояснение:

«Представим, что имеется выброс (струя) вещества из центра некоторого источника, движущийся с некоторой достаточно большой (но естественно, досветовой) скоростью под некоторым углом к лучу зрения. Измеряемая величина есть скорость движения проекции выброса на картинную плоскость (т.е. плоскость перпендикулярную к лучу зрения). Очевидно, что принимаемый через равные промежутки времени сигнал от более близких к наблюдателю частей струи испускается в последовательно более поздние моменты собственного времени, по сравнению с сигналом из неподвижного центра. Следовательно, измеряемая наблюдателем проекция скорости будет больше скорости, вычисляемой когда ближняя часть струи и центр наблюдаются в один и тот же момент собственного времени. При подходящей ориентации видимая скорость становится в несколько раз больше истинной скорости движения».

Ранее никогда такие скорости не фиксировались в рентгеновском диапазоне. Это очень важно, поскольку наблюдения в других диапазонах, а именно, в радио, не обязательно подтверждали движение самих частиц на такой скорости. Это могли быть своего рода ударные волны, а не сами сгустки частиц. Рентгеновское наблюдение указывает четко на сгустки. Скорость помогло вычислить и то, что джет движется по спирали вокруг магнитных линий.

Также наблюдения показали, что сгусток, двигавшийся визуально в 6,3 раза быстрее света, за пять лет наблюдений – с 2012 по 2017 год – исчез более чем на 70 процентов. Затухание происходило только в рентгеновском диапазоне, но не в оптическом и ультрафиолетовом, следовательно, вызвано потерей энергии частицами при движении по спирали в магнитном поле. Это явление называется синхротронным охлаждением.

Source: iopscience.iop….

#BlackHole@nasa_vk #ЧернаяДыра@nasa_vk #Chandra@nasa_vk #Чандра@nasa_vk #jet@nasa_vk #джет@nasa_vk

1 thought on “Джет от «сфотографированной» черной дыры движется с околосветовой скоростью

Оставить комментарий

Ваш email не будет опубликован. Обязательные поля отмечены *