Scienty

Огромные потоки вещества, известные как релятивистские струи, исходят от множества черных дыр и молодых массивных звезд. Эти потоки могут простираться на тысячи световых лет, и исследователи на протяжении долгого времени пытаются понять, что обеспечивает их упорядоченную структуру на таких больших расстояниях. Недавно астрономы изучили формирующуюся звезду, которая также выбрасывает плазменные струи, аналогичные тем, что исходят от черных дыр. В результате исследования ученые предположили, что поддержание формы этих потоков обеспечивается магнитными полями.

Фото: img.freepik.com

При накоплении значительного количества вещества вблизи черной дыры, она начинает притягивать его с огромной силой. Однако, она не способна поглотить все вещество, и его часть выбрасывается в виде двух противоположных потоков от полюсов. Эти эффектные потоки плазмы получили название релятивистских струй.

Струя, направленная в нашу сторону из центра галактики М87, является одним из наиболее заметных примеров. В этой галактике находится черная дыра, масса которой составляет миллиарды солнечных масс. Хотя поток и с противоположной стороны существует, его наблюдение затруднено. В отличие от этого, галактика Центавр А находится в таком положении относительно нас, что обе струи хорошо различимы.

Черные дыры — не единственные объекты, способные к подобным выбросам. То же самое происходит и с очень молодыми, фактически только формирующимися звездами, которые называются протозвездами. Причина этого явления схожа: вокруг них образуется диск из аккрецирующегося вещества, и его объем настолько велик, что часть материала выбрасывается из полюсов звезды.

Астрофизики уже давно пришли к выводу, что этот процесс не является исключительно механическим: вне зависимости от скорости выброса плазмы, она должна быстро рассеиваться в космическом пространстве. Однако, что-то препятствует этому и поддерживает ее в высококонцентрированном состоянии на значительных расстояниях.

Астрофизики из Мексики, Аргентины, Испании и Индии недавно постарались разъяснить принцип действия статье для журнала The Astrophysical Journal Letters. Исследование показало, что частицы в релятивистских струях перемещаются по спиральным силовым линиям магнитного поля. Наиболее весомые подтверждения этого наблюдения получены при изучении струи, исходящей от сверхмассивной черной дыры в галактике М87. Однако для ученых ключевым вопросом оставалось то, применим ли аналогичный механизм к струям, формирующимся вокруг протозвезд.

Процесс оказался весьма сложным, поскольку джеты в основном излучают тепло, то есть светят из-за нагрева. Для изучения магнитного поля внутри них необходимо излучение, возникающее по другим причинам. Тем не менее, благодаря применению высокочувствительной методики, удалось определить подходящий объект: протозвезду в системе IRAS 18162-2048, находящуюся на расстоянии около пяти с половиной тысяч световых лет от Земли в направлении созвездия Стрельца.

У нее, как можно предположить, также исходят плазменные струи, и исследования показали, что они вращаются: вещество в них движется по спиралям. Астрофизики считают, что эти спирали представляют собой силовые линии магнитных полей, закрученные в процессе вращения диска вещества, окружающего звезду.

Исследователи полагают, что этот принцип может объяснять формирование любых плазменных струй, независимо от массы и энергии, генерирующей их. Дискуссии о сущности релятивистских струй продолжаются на протяжении многих лет, поэтому новая работа, скорее всего, столкнется с критикой со стороны тех, кто придерживается иных предположений.