Погода в Москве:

03 апр 21:35 Новости / Технологии

Российские ученые разгадали тайну черной дыры в галактике Персей А

Образование джета - струи плазмы в окрестности массивной чёрной дыры в галактике Персей А впервые с беспрецедентной точностью визуализировала международная команда исследователей, включающая учёных ФИАН, МФТИ и МГУ. Это стало возможным благодаря рекордному угловому разрешению космического телескопа проекта «Радиоастрон», которого нет ни у одного аппарата в мире.



Российские ученые разгадали тайну черной дыры в галактике Персей А

Коллаж схематически показывает наземно-космический интерферометр «Радиоастрон» (сигналы отдельных телескопов объединяются при помощи интерференции радиоволн) слева и восстановленное изображение струи в галактике «Персей А».
Источник: Юрий Ковалёв.

Как сообщил «МК» заведующий лабораторией в МФТИ и ФИАН, член-корреспондент РАН и руководитель научной программы проекта «Радиоастрон» Юрий Ковалев, помимо уникального разрешения аппарата, открытию способствовала специальная программа по исследованию близких активных галактик. Персей А находится от нас в примерно в сотне миллионов световых лет. Это считается относительно небольшим расстоянием, учитывая, что обычно «Радиоастрон» исследует квазары, расположенные в миллиардах световых лет от Земли.



Так вот, изучая галактику Персей А, ученым удалось рассмотреть область формирования джета в окрестностях ее черной дыры и уточнить, как она образуется. Джет — это струя плазмы, которая вырывается из массивных черных дыр и течёт со скоростью, близкой к скорости света. Такие струи плазмы могут выходить далеко за пределы родной галактики. Над вопросом о том, как формируются джеты, астрофизики бьются многие годы. Причиной заминки до последнего времени было отсутствие технической возможности увидеть структуру этих струй достаточно близко к месту их зарождения.




Российские ученые разгадали тайну черной дыры в галактике Персей А

Фантазия художника на тему «Центр активной галактики с аккреционным диском и яркой узкой симметричной струей».
Источник: Вольфганг Штеффен, Институт астрономии Национального автономного университета Мексики/



Радиоизображение, сделанное с помощью комбинации телескопов в космосе и на Земле («Радиоастрон» - это наземно-космический радиоинтерферометр, состоящий из сети наземных радиотелескопов и космического радиотелескопа, установленного на российском космическом аппарате «Спектр-Р»), позволило восстановить структуру струи в галактике Персей А с потрясающей детализацией в 12 световых дней. По словам Ковалева, это максимальное разрешение, которого можно достичь только при помощи радиоинтерферометра «Радиоастрон» (наименьший логический элемент двумерного цифрового изображения - это пиксели).




Российские ученые разгадали тайну черной дыры в галактике Персей А

Радиоизображение джета в галактике «Персей А», полученное «Радиоастроном». Источник: Юрий Ковалёв и др., Nature Astronomy.



В итоге ученые сделали уникальный вывод, который может поколебать некоторые базовые представления о формирования выбросов плазмы в галактиках. До сих пор существовало две конкурирующие идеи, которые были предложены ещё на рубеже 70–80-х годов прошлого века.



По данным ФИАН-Информ, одна модель носит имя Блэнфорда-Знаека. В центре галактики находится сверхмассивная чёрная дыра массой в миллиарды масс Солнца. Она вращается, вокруг нее вращается аккреционный диск (структура, возникающая в результате падения материала, обладающего вращательным моментом, на массивное центральное тело). Часть падающего из аккреционного диска вещества, которая не засасывается чёрной дырой, выбрасывается наружу в виде струи. То есть, узкий джет формируется благодаря крутящему моменту, получаемому от центральной сверхмассивной чёрной дыры.




Российские ученые разгадали тайну черной дыры в галактике Персей А

Космический телескоп проекта «Радиоастрон» готовится к запуску.
Юрий Ковалев: «Радиоастрон» реализует рекордное угловое разрешение до нескольких микросекунд дуги, эквивалентное радиотелескопу диаметром 350 000 км – почти расстояние между Землёй и Луной. На Земле с нами работает до 40 крупнейших радиотелескопов по всему миру. Сигналы отдельных телескопов, синхронизированные с помощью атомных часов, объединяются вместе в интерферометре для получения изображения при помощи специализированной обработки данных».
Источник: Юрий Ковалёв.



С этим представлением многие годы конкурировала модель Блэнфорда-Пейна. В рамках этой модели считается, что формирование горячих выбросов плазмы возможно через крутящий момент самого аккреционного диска. То есть сама черная дыра не играет ключевую роль в формировании джета.



До последнего времени астрофизики, занимающиеся далекими галактиками, отдавали предпочтение модели Блэнфорда – Знаека: они склонялись к тому, что джеты в галактиках формируются центральной сверхмассивной чёрной дырой.




Российские ученые разгадали тайну черной дыры в галактике Персей А

Наземные радиотелескопы, участвовавшие в наблюдениях «Радиоастрона».
Источник: Пол Боуэн.



Международной команде исследователей из восьми стран с помощью космического телескопа «Радиоастрон» удалось получить детальное изображение основания джета в 10 раз ближе к границе чёрной дыры, чем это было возможно с наземными инструментами. Благодаря этому они впервые выявили новые детали области формирования струи и пришли к выводу, о том, что джет может формироваться с участием аккреционного диска, его крутящего момента и магнитного поля. «Не исключено, - говорится в пресс-релизе научной группы, - что вклад в этот процесс от аккреционного диска даже является основным».



- Благодаря беспрецедентному разрешению «Радиоастрона» мы увидели, что джет сразу стартует широким и имеет цилиндрическую форму. Быть с самого начала широким он может только при условии, если в его формировании значительную роль сыграл аккреционный диск. Это первый результат, который указывает на важность вклада диска», — комментирует Юрий Ковалев.



Справка «МК». Международный проект «Радиоастрон» был запущен в 2011 году с запуском на околоземную орбиту космический радиотелескопа «Спектр-Р». Главный элемент аппарата – 10-метровое зеркало. При запуске оно было в сложенном состоянии, чтобы габариты не превышали 3,5 метра – диаметр ракеты. При выходе на расчётную орбиту 27 лепестков раскрылись и сформировали параболоид вращения размером 10 метров с точностью 1 миллиметр. Этот телескоп был построен Научно-производственным объединением им. Лавочкина. Головной научной организаций является Астрокосмический центр Физического института им. П.Н. Лебедева РАН, руководитель проекта – академик РАН Николай Кардашёв.


Получайте короткую вечернюю рассылку лучшего в «МК» - подпишитесь на наш Telegram.

Комментировать новость

Источник
Просмотров 58
Похожие новости
Уважаемый посетитель, Вы зашли на сайт как незарегистрированный пользователь.
Мы рекомендуем Вам зарегистрироваться либо войти на сайт под своим именем.
Добавить комментарий
    • PIN: ----
    Группа Facebook