Вы находитесь:  / Наука и техника / Качающийся джет черной дыры указал на вращение пространства-времени

Качающийся джет черной дыры указал на вращение пространства-времени

Астрономы описали необычную динамику в двойной системе черной дыры и обычной звезды V404 Лебедя, в которой направление струи выбросов компактного объекта меняется в масштабе минут.

Столь быстрая эволюция связана с действием релятивистского эффекта увлечения систем отсчета и заметным углом между спином черной дыры и перпендикуляром к диску из падающего вещества, пишут авторы в журнале Nature.

Одним из видов переменных небесных объектов являются рентгеновские двойные — системы из двух тел с высокой светимостью в рентгеновском диапазоне. Высокоэнергетическое излучение такого объекта возникает в разогретом до высоких температур аккреционном диске, который формируется из вещества обычной звезды, перетекающего на компактный второй компонент (это может быть черная дыра или нейтронная звезда).

В некоторых случаях в таких системах наблюдается формирование джетов — узких струй вещества, которые почти со скоростью света движутся от полюсов вращения черных дыр. Направление джетов не меняется или меняется медленно, однако в работе под руководством Джеймса Миллера-Джонса (James Miller-Jones) из Международного центра радиоастрономических исследований описывается случай исключительно быстрой переменности направления джета в системе V404 Лебедя, расположенной на расстоянии 2,4 килопарсека.

Данные, полученные авторами при помощи радиоинтерферометрии со сверхдлинной базой (которая позволила получить первое в истории изображение тени черной дыры), позволили детально исследовать динамику системы во время двух вспышек в 2015 году, длившихся около недели. Во время первого сеанса наблюдений, когда ученые работали с длинной экспозицией в 4 часа, была получена лишь размытая картинка. Авторам пришлось изменить подход и накапливать данные в течение всего 70 секунд, что позволило запечатлеть изменения и смоделировать анимацию джета.

Объяснить наблюдаемое поведение ученые предложили эффектом Лензе—Тирринга, также называемым увлечением систем отсчета. Этот феномен возможен в случае вращающихся массивных тел, которые могут увлекать само пространство-время своим вращением, из-за чего все объекты вокруг также вынуждены двигаться по кругу в ту же сторону.

В данном случае ось вращения черной дыры не совпадает с вращением тонкого и плоского аккреционного диска, из-за чего в его центре формируется наклоненная часть, похожая на пончик. Она «распухает» от большого нагрева и давления излучения, но по размеру достаточно мала: несколько тысяч километров против 10 миллионов километров всего диска. Так как джет формируется в непосредственной близи от черной дыры, то наклоненная внутренняя часть перенаправляет его в разные стороны.

Авторы не смогли предложить иного объяснения прецессии джета в данном случае, однако отмечают, что при исследовании активных ядер галактик с намного более массивными черными дырами также фиксируются указания на наличие изменения направления струй. В других работах астрофизики пытались объяснить это существование двойных сверхмассивных черных дыр в центрах некоторых галактик, но новое исследование показывает, что это может быть не единственным возможным объяснением.

Тимур Кешелава

Комментарии

Ваш email не будет опубликован. ( Обязательные поля помечены )

Анекдот

Виталий Портников: Кого бы не выбрали украинцы, они всегда избирают Ахметова

Виталий Портников: Кого бы не выбрали украинцы, они всегда избирают Ахметова

Учитывая то, что Зеленский не очень понимает, где вообще находится, новая роль Ахметова может оказаться куда более серьезной, чем в…
Виталий Портников: Кого бы не выбрали украинцы, они всегда избирают Ахметова

Виталий Портников: Кого бы не выбрали украинцы, они всегда избирают Ахметова

Учитывая то, что Зеленский не очень понимает, где вообще находится, новая роль Ахметова может оказаться куда более серьезной, чем в…