Черная дыра в центре "М87" Фото: Avery E. Broderick
Активные ядра галактик излучают высокоэнергетические частицы релятивистскими струями - джетами (англ. jet), представляющими собой струи плазмы, исходящие из их центров. Международной группе астрономов впервые с помощью радиоинтерферометра удалось измерить радиус черной дыры в центре эллиптической галактики M87 и зафиксировать предел, достигнув которого, любая материя, даже свет, будет безвозвратно поглощена черной дырой.
Предполагают, что джеты появляются вблизи сверхмассивной черной дыры благодаря магнитным процессам ускорения. На снимке видно, как огромная сила притяжения черной дыры искажает пучок частиц вблизи неё. Часть этих струй под воздействием силы тяжести деформируется в кольцо - так называемую "тень черной дыры".
В центре большей части галактик находятся массивные черные дыры. Некоторые из них являются активными и испускают концентрированные пучки заряженных частиц. Из-за большого количества энергии они иногда светят ярче, чем все другие источники излучения в их галактике. Место выброса струй находится непосредственно возле черной дыры: материя устремляется к ней и образует аккреционный диск. Её гравитационная энергия при этом преобразуется, и часть заряженных частиц ускоряется под действием магнитного поля черной дыры и выбрасывается в виде струи в пространство.
Аккреционный диск вокруг черной дыры в галактике Messier 87 Фото: Perimeter Institute for Theoretical Physics
Точное место, откуда исходят струи, определять раньше не могли, потому что в сантиметровом диапазоне, где, как правило, осуществляются такие наблюдения, центры галактик непрозрачные. Как сообщает команда астрономов в журнале "Science", эта проблема решена в миллиметровом диапазоне с помощью радиоинтерферометра. Объединённая сеть из четырех телескопических антенн, использовавшая длину волны 1,3 мм, смогла с достаточно высокой точностью определить центр эллиптической галактики Messier 87 в созвездии Девы и провести наблюдения за его структурой. В центре M87, удалённой от Земли приблизительно на 54 млн световых лет, находится черная дыра. Её масса превышает солнечную примерно в шесть млрд раз.
Графическое изображение частиц струи из черной дыры Фото: НАСА и Энн Филд (Space Telescope Science Institute)
В таком спиральном потоке есть также магнитные поля, которые ускоряют движение горячей материи вдоль мощных струй. Возникающие высокоскоростные потоки мчатся в течение нескольких сотен тысяч световых лет сквозь галактику и могут оказывать влияние на многие галактические процессы, например, на скорость, с которой формируются звезды.
Наблюдения показали, что джеты выбрасываются с площади вокруг черной дыры, радиус которой составляет 119 млрд км - около 5,5 радиуса Шварцшильда (величина, ниже которой небесное тело из-за его высокой плотности втягивается черной дырой). На основе своих измерений, исследователи сделали вывод, что вокруг вращающейся черной дыры есть аккреционный диск, вращающийся в том же направлении. Это показали теоретические расчеты. В принципе, струя может возникнуть, если аккреционный диск вращается и в направлении, противоположном вращению черной дыры. Тогда ее радиус должен быть больше, чем показали измерения M87.
И раньше ученые считали, что появление релятивистских струй связано с направлением вращения в галактическом центре. Кроме того, предполагается, что структура струй может изменяться в зависимости от вращения. Однако команда астрономов во время своего трех-дневного наблюдения не обнаружила таких изменений. Тем не менее, она показала, что большие интерферометры, работающие в миллиметровом диапазоне, подходят для определения мест, откуда исходят высокоэнергетические частицы, и более подробного изучения их процессов, пишет .
Комментариев нет:
Отправить комментарий