Астрономы выяснили, почему "плевки" черных дыр нарушают скорость света
Выбросы некоторых гигантских черных дыр "движутся" со сверхсветовой скоростью по той причине, что они двигаются не только вперед, а "танцуют", качаясь в разные стороны, говорится в статье, опубликованной в журнале Astronomy & Astrophysics.
"У нас появились хорошие основания считать, что поверхность диска аккреции черной дыры ведет себя подобно Солнцу - он состоит из раскаленного газа, в котором постоянно происходят разные магнитные процессы, в том числе пересоединение силовых линий и вспышки. Глобальное магнитное поле этого диска управляет движением и формой выбросов черных дыр", - рассказывает Кристиан Фендт (Christian Fendt) из Института радиоастрономии в Бонне (Германия).
Сверхмассивные черные дыры существуют в центре практически любой галактики. В отличие от черных дыр, возникающих при коллапсе звезд, их масса в несколько миллионов раз больше солнечной. Они периодически поглощают звезды, другие небесные тела и газ, и выбрасывают часть захваченной материи в виде джетов - пучков разогретой плазмы, движущихся с околосветовой скоростью.
Первые наблюдения за подобными выбросами указали на невозможный факт - скорость движения материи в разных частях джетов могла кардинально меняться, и в некоторых случаях она превышала скорость света. Подобное открытие заставило ученых гадать, как возникают эти пучки материи и как именно они движутся, что нам кажется, что они "нарушают" законы физики.
Фендт и его коллеги выяснили, почему это происходит, наблюдая за одной из самых больших и близких к нам сверхмассивных черных дыр, расположенной в галактике М87 в созвездии Девы. Она удалена от нас всего на 54 миллиона световых лет, благодаря чему джет ее черной дыры хорошо виден даже для самых простых телескопов на Земле и был открыт почти 100 лет назад.
Используя сеть радиотелескопов VLBA, объединившую мощности десятков мощнейших астрономических радиотарелок мира, ученые смогли получить снимки "ножки" джета и подобраться к ней на расстояние, меньшее размеров Солнечной системы примерно в семь раз.
Проанализировав сотни таких снимков, немецкие астрономы обнаружили, что джет "танцевал" - его основание постоянно качалось в стороны, а потоки материи получали дополнительное ускорение под действием неких магнитных полей, существовавших на небольшом расстоянии от горизонта событий черной дыры в центре M87.
Эти колебания, как объясняют ученые, и заставляли нас считать, что поток материи движется со сверхсветовой скоростью, так как она периодически оказывалась выстроена не в прямую линию, а закручена в своеобразную спираль.
Источником этих полей, как предполагают исследователи, является так называемый диск аккреции - "бублик" из раскаленного газа и перемолотой материи звезд и планет, окружающий черную дыру. В нем, по мнению Фендта и его коллег, существуют мощные магнитные поля, взаимодействие которых влияет на джет и даже участвует в его рождении, "перенося" ту точку, где расположено основание выброса черной дыры.
Все это, как отмечают ученые, в некотором роде роднит выбросы черных дыр и наше Солнце, вспышки и пятна на поверхности которого рождаются похожим образом. Так ли это на самом деле, астрономы планируют проверить в ближайшее время, когда участники проекта Event Horizon Telescope расшифруют более детальные снимки ядра M87, полученные в начале апреля.
