Астрономы впервые застали момент рождения джета

Астрономы впервые полностью проследили за тем, как черная дыра разрывает звезду и формирует из ее вещества джет — узконаправленный поток частиц, движущихся с очень высокими скоростями. Открытие позволит ученым лучше понять, как ведут себя спящие сверхмассивные черные дыры и как они поглощают вещество, сообщается в Science.

Считается, что в центре большинства галактик находится по крайней мере одна сверхмассивная черная дыра. Ученым до сих пор до конца не ясно, как именно формируются эти загадочные объекты: массы сверхмассивных черных дыр порой превосходят массу нашего Солнца в миллионы, а то и в миллиарды раз. При этом напрямую их увидеть невозможно — гравитация черной дыры настолько велика, что даже свет не может покинуть ее пределы. Если рядом с таким объектом пройдет звезда, мощные приливные силы просто разорвут ее. Часть вещества будет сразу же поглощена черной дырой, а часть сформирует вокруг нее вращающийся аккреционный диск. Кроме того, в некоторых случаях образуется джет, который хорошо виден в различных диапазонах электромагнитного излучения, однако ученым до сих пор не удавалось поймать момент его рождения.

Группа астрономов под руководством Мигеля Перез-Торреса (Miguel Perez-Torres) из Астрофизического института Андалусии в Гранаде впервые смогла увидеть образование джета. В январе 2005 года инфракрасный телескоп WHT, наблюдавший за ночным небом Северного полушария на Гавайских островах, зафиксировал вспышку тепла в паре взаимодействующих галактик Arp 299. Они расположены в созвездии Большой Медведицы на расстоянии около 130 миллионов световых лет от Земли. Когда-то в прошлом это были две отдельные галактики IC 694 и NGC 3690, которые сейчас находятся в процессе слияния. Содержащийся в них газ оказался «взболтан», что привело к всплеску звездообразования. Одно из новорожденных светил подошло слишком близко к западному галактическому ядру, где находится черная дыра с массой около 20 миллионов солнечных, и звезду разорвало — именно это событие стало источником зарегистрированной вспышки.

По оценкам, масса звезды составляла от 1,9 до 6,5 солнечных. Наблюдения, проведенные на интерферометре VLBA в июле 2005 года, показали, что спустя несколько месяцев рядом с местом вспышки образовался новый радиоисточник. Им оказался джет, в котором частицы движутся со скоростью около четверти скорости света. Примечательно, что разогнанное черной дырой вещество было заметно только в радио и инфракрасном диапазоне и не регистрировалось оптическими и рентгеновскими телескопами, хотя обычно джеты видны в рентгеновском, ультрафиолетовом и видимом диапазоне. Вероятнее всего, плотный межзвездный газ поглотил рентгеновские фотоны и переизлучил их в оптическом и ультрафиолетовом диапазоне. Это излучение нагрело пыль, и поэтому мы увидели джет как сильный источник теплового излучения.

В общей сложности исследователи наблюдали за активностью сверхмассивной черной дыры в течение 10 лет. За это время джет излучил около 1,5×10⁵² эрг энергии — это примерно в 125 миллиардов раз больше, чем Солнце вырабатывает за год. Астрономы надеются, то их открытие поможет понять, как именно разгоняется материя джета и почему одни сверхмассивные черные дыры оказываются активнее других.

Недавно астрономам удалось получить рекордно ранние спектры сверхновой в первые моменты после вспышки — всего спустя 6 часов после ее взрыва. На основании новых данных ученые подтвердили, что по меньшей мере за несколько сотен дней до взрыва массивные красные гиганты значительно увеличивают темпы выбросов массы в окружающее пространство.

Кристина Уласович