Впервые астрономы установили прямую связь между основанием гигантского джета и «тенью» супермассивной черной дыры M87*, которая была впервые сфотографирована. Изучение данных, собранных Телескопом горизонта событий (EHT), позволило определить место формирования релятивистской струи и уточнить механизмы ее появления.
Сверхмассивная черная дыра M87*, разместившаяся в центре эллиптической галактики Messier 87, находится на расстоянии приблизительно 55 миллионов световых лет от Земли. Активная природа этого космического объекта проявляется в следующем: вокруг него обращается горячий аккреционный диск из газа и пыли, а с полюсов вырываются струи плазмы, скорость которых достигает почти околосветовой величины.
Один из таких джетов тянется на расстояние, превышающее 3000 световых лет. Астрономам было известно о его наличии достаточно давно, однако до недавнего времени оставался неясным вопрос о месте его формирования и о том, каким образом он соотносится с окружающей средой СМЧД. В 2024 году астрофизики, среди которых были ученые из ФИАН и МФТИ, визуализировали структуру джета, проследив ускорение и коллимацию.
Новые данные, собранные в 2021 году глобальной сетью радиотелескопов Event Horizon Telescope (EHT), стали основой для исследования, проведенного авторами, опубликованного в журнале Astronomy and Astrophysics, «ученые смогли проанализировать тонкие сдвиги радиосигналов, устойчивые к помехам атмосферы и инструментов. Они обнаружили слабое, но статистически значимое излучение рядом с ярким кольцом вокруг M87*. Это открытие позволило не только увидеть структуру джета на масштабе самой «тени» черной дыры, но и у ее основания*.
Согласно проведенному моделированию, этот новый источник находится на расстоянии менее одной десятой светового года от сверхмассивной черной дыры (СМЧД) и расположен в том же направлении, что и гигантский выброс вещества. Таким образом, ученым удалось установить связь между границей черной дыры – областью, из которой не может вырваться свет, – и началом релятивистской струи, которая расширяется до межгалактических размеров.
По всей видимости, существенная доля энергии, выбрасываемой джетом, генерируется вблизи горизонта событий и находится в тесной взаимосвязи с процессами аккреции и магнитными полями, окружающими сверхмассивные черные дыры. Несмотря на то, что имеющиеся данные пока не дают возможности детально реконструировать структуру основания джета, недавнее научное исследование стало важным этапом в проверке теоретических представлений и понимания того, как сверхмассивные черные дыры воздействуют на развитие галактик.
Будущие наблюдения с помощью радиотелескопа EHT и других наземных и космических обсерваторий помогут более детально изучить этот регион и понять механизм формирования мощнейших релятивистских струй во Вселенной.