Наконец стало понятно, как черные дыры производят самый яркий свет во Вселенной
Ученые наконец-то выяснили механизм появления этого невероятного естественного ускорителя частиц, пишет ScienceAlert. Научная статья вышла в Nature Astronomy.
«Мы разгадали загадку 40-летней давности», — говорит астроном Яннис Лиодакис из Финского центра астрономии.
Большинство галактик во Вселенной вращаются вокруг сверхмассивных черных дыр. Эти объекты иногда не очень активны (как Стрелец A*, черная дыра в сердце Млечного Пути), а иногда могут быть очень и очень яркими. Огромное облако материи собирается в экваториальный диск вокруг черной дыры, кружа, как вода у стока. Взаимодействие трения и гравитации заставляет этот материал нагреваться и ярко светиться.
Блазары, кроме того, выбрасывают в космос две струи вещества, которые вылетают по обе стороны перпендикулярно диску. Считается, что эти струи представляют собой материал с внутреннего края диска, который вместо того, чтобы падать на черную дыру, ускоряется вдоль внешних силовых линий магнитного поля к полюсам, где выбрасывается со скоростью, близкой к скорости света. Благодаря экстремальному ускорению частиц они излучают свет во всем электромагнитном спектре, включая высокоэнергетическое гамма- и рентгеновский.
То, как именно эта струя разгоняет частицы до таких высоких скоростей, десятилетиями оставалось космическим знаком вопроса. Понять блазары важно, потому что это одна из лучших лабораторий для изучения экстремальной физики. Недавно новый мощный рентгеновский телескоп под названием Imaging X-ray Polarimetry Explorer (IXPE), запущенный в декабре 2021 года, дал ученым ключ к разгадке тайны. IXPE был обращен к самому яркому высокоэнергетическому объекту на небе — блазару под названием Маркарян 501, расположенному на расстоянии 460 миллионов световых лет в созвездии Геркулеса.
Ученые обнаружили, что толчки в джетах создают ударные волны, которые обеспечивают дополнительное ускорение. Ближе всего черной дыре, это ускорение максимально, там рождается рентгеновское излучение. Дальше по струе частицы теряют энергию, производя оптическое, а затем — и радиоизлучение. Все еще неясно, что создает эти толчки, но один из возможных механизмов: более быстрый материал в струе догоняет более медленно движущиеся области, что приводит к столкновениям.
Физики создали в лаборатории имитацию черной дыры, и она начала излучать
Астрофизики, наконец, нашли в дальнем космосе источник высокоэнергетических нейтрино
