В центрах многих галактик сверхмассивные черные дыры выбрасывают мощные струи частиц почти со скоростью света. Вопрос, как они это делают, долгое время был одной из загадок астрофизики. Теория утверждает, что частицы ускоряются густопереплетенными магнитными полями, близкими к черной дыре, но для подтверждения этой идеи требовалось получить детальное изображения внутренней части струи. И вот, благодаря непревзойденной разрешающей способности массива телескопов VLBA (Very Long Baseline Array) Национальной радиоастрономической обсерватории, ученые наконец увидели вещество, движущееся по спирали от черной дыры как раз так, как предсказывает теория.
"Мы получили очень детальное изображение внутренней части струи, в которой происходит ускорение частиц, и то, что мы видим, подтверждает идею, что свитые в спирали магнитные поля выталкивают вещество наружу", - говорит Алан Маршек (Alan Marscher) из Бостонского университета, руководитель международной команды исследователей. - "Это большой шаг вперед в понимании процессов, которые происходят во Вселенной", - добавляет он.
Команда Маршера проводила исследования галактики BL Lacertae, находящейся на расстоянии 950 миллионов световых лет от Земли. BL Lac представляет собой блазар - наиболее активный тип галактического центра с черной дырой. Черная дыра является настолько плотной концентрацией массы, что даже свет не может ускользнуть от ее гравитации. Сверхмассивные черные дыры в центрах галактик создают струи частиц и интенсивное излучение в похожих на блазары объектах, включая квазары и сейфертовские галактики.
Вещество, притянутое черной дырой, образует сплющенный вращающийся диск, называемый аккреционным. По мере того, как вещество двигается от внешнего края внутрь, линии магнитного поля, перпендикулярные диску, скручиваются, формируя "моток", который, как считают астрономы, приводит в движение и удерживает в струе испущенные частицы. Ближе к черной дыре само пространство, включая магнитные поля, скручивается сильным гравитационным полем и вращением черной дыры.
Теоретики предсказали, что вещество в этой замкнутой ускоряющей области будет двигаться по спирали внутри пучка скрученных магнитных полей. Они также утверждали, что свет и другие виды излучения, испущенные движущимся веществом, будут становиться ярче, когда его траектория направлена в сторону Земли.
Маршер и его коллеги также предсказали, что когда вещество сталкивается со стационарной ударной волной, возникает вспышка.
"Как раз это мы и увидели", - сказал Маршер, когда его команда зафиксировала вспышку в BL Lac. В конце 2005 и начале 2006 года с помощью совокупности телескопов различных стран астрономы следили за сгустком вещества, выброшенным в струе. Когда вещество помчалось от черной дыры, VLBA смог точно указать его местонахождение, а другие телескопы измеряли свойства излучения, исходящего от сгустка.
Яркие вспышки света, рентгеновского и гамма-излучения появились точно в согласии с теоретическими предсказаниями. Кроме того, поляризация разио- и световых волн изменяется по мере того, как сгусток двигается по спирали внутри магнитных полей.
"Мы получили уникальное изображение внутренней части одной из струй, и это дало нам информацию, необходимую для понимания работы этих громадных ускорителей частиц", - говорит Маршер.
Кроме VLBA, массива из 10 радиотелескопов, простирающихся от Гаваев до Виргинских островов, команда использовала телескопы Обсерватории имени Стюарда, Крымской астрофизической обсерватории, Обсерватории имени Лоуела, Астрономической обсерватории университета Перугии, Астрономической обсерватории Абастумани, Rossi X-Ray Timing Explorer НАСА, Радиоастрономической обсерватории Мичиганского университета и Радиообсерватории Метсахови. Астрономы опубликовали свои данные в номере журнала "Природа" за 24 апреля.
Источник:
NRAO
"Мы получили очень детальное изображение внутренней части струи, в которой происходит ускорение частиц, и то, что мы видим, подтверждает идею, что свитые в спирали магнитные поля выталкивают вещество наружу", - говорит Алан Маршек (Alan Marscher) из Бостонского университета, руководитель международной команды исследователей. - "Это большой шаг вперед в понимании процессов, которые происходят во Вселенной", - добавляет он.
Команда Маршера проводила исследования галактики BL Lacertae, находящейся на расстоянии 950 миллионов световых лет от Земли. BL Lac представляет собой блазар - наиболее активный тип галактического центра с черной дырой. Черная дыра является настолько плотной концентрацией массы, что даже свет не может ускользнуть от ее гравитации. Сверхмассивные черные дыры в центрах галактик создают струи частиц и интенсивное излучение в похожих на блазары объектах, включая квазары и сейфертовские галактики.
Вещество, притянутое черной дырой, образует сплющенный вращающийся диск, называемый аккреционным. По мере того, как вещество двигается от внешнего края внутрь, линии магнитного поля, перпендикулярные диску, скручиваются, формируя "моток", который, как считают астрономы, приводит в движение и удерживает в струе испущенные частицы. Ближе к черной дыре само пространство, включая магнитные поля, скручивается сильным гравитационным полем и вращением черной дыры.
Теоретики предсказали, что вещество в этой замкнутой ускоряющей области будет двигаться по спирали внутри пучка скрученных магнитных полей. Они также утверждали, что свет и другие виды излучения, испущенные движущимся веществом, будут становиться ярче, когда его траектория направлена в сторону Земли.
Маршер и его коллеги также предсказали, что когда вещество сталкивается со стационарной ударной волной, возникает вспышка.
"Как раз это мы и увидели", - сказал Маршер, когда его команда зафиксировала вспышку в BL Lac. В конце 2005 и начале 2006 года с помощью совокупности телескопов различных стран астрономы следили за сгустком вещества, выброшенным в струе. Когда вещество помчалось от черной дыры, VLBA смог точно указать его местонахождение, а другие телескопы измеряли свойства излучения, исходящего от сгустка.
Яркие вспышки света, рентгеновского и гамма-излучения появились точно в согласии с теоретическими предсказаниями. Кроме того, поляризация разио- и световых волн изменяется по мере того, как сгусток двигается по спирали внутри магнитных полей.
"Мы получили уникальное изображение внутренней части одной из струй, и это дало нам информацию, необходимую для понимания работы этих громадных ускорителей частиц", - говорит Маршер.
Кроме VLBA, массива из 10 радиотелескопов, простирающихся от Гаваев до Виргинских островов, команда использовала телескопы Обсерватории имени Стюарда, Крымской астрофизической обсерватории, Обсерватории имени Лоуела, Астрономической обсерватории университета Перугии, Астрономической обсерватории Абастумани, Rossi X-Ray Timing Explorer НАСА, Радиоастрономической обсерватории Мичиганского университета и Радиообсерватории Метсахови. Астрономы опубликовали свои данные в номере журнала "Природа" за 24 апреля.
Источник:
NRAO
Комментариев нет:
Отправить комментарий