Астрономы впервые измерили мощность джетов чёрной дыры

Исследователи сделали важный шаг к пониманию того, как чёрные дыры влияют на Вселенную, впервые напрямую измерив мощность джетов. Используя сеть радиотелескопов, расположенных по всему миру, группа учёных под руководством Университета Кертина получила подробные изображения, которые показывают, насколько мощными могут быть эти джеты. Полученные результаты подтверждают давние теории о роли чёрных дыр в формировании структуры галактик.

Исследование, опубликованное в журнале Nature Astronomy, было посвящено Cygnus X-1 — хорошо известной системе, включающей первую подтверждённую чёрную дыру и сверхмассивную звезду. Учёные определили, что джеты, исходящие из этой чёрной дыры, обладают мощностью, сравнимой с 10 000 Солнц.

Для проведения этих измерений команда использовала сеть телескопов, работающих как единое целое. Такая конфигурация позволила им наблюдать, как джеты отклонялись и деформировались под воздействием мощного звёздного ветра, исходящего от соседней звезды, по мере того как чёрная дыра двигалась по своей орбите.

Рассчитав силу ветра звезды и отследив степень отклонения джетов, исследователи смогли определить мощность джетов в конкретный момент времени. Это первый случай, когда учёные непосредственно измерили мгновенную энергию джетов чёрной дыры, а не полагались на долгосрочные средние значения.

Команда также измерила скорость джетов и установила, что они движутся со скоростью около половины скорости света, то есть примерно 150 000 километров в секунду. Определение этой скорости на протяжении многих лет оставалось сложной задачей для учёных.

Ведущий автор, доктор Стив Прабу, на момент исследования работавший в CIRA, а ныне находящийся в Оксфордском университете, пояснил, что команда использовала последовательность изображений, чтобы отследить то, что он описал как «танцующие струи». Доктор Прабу отметил, что эти наблюдения показывают, какая часть энергии, генерируемой вблизи чёрной дыры, передаётся в окружающее пространство, влияя на окружающую среду.

Соавтор исследования, профессор Джеймс Миллер-Джонс из CIRA и отделения ICRAR при Университете Кертина, отметил, что ранее существовавшие методы позволяли оценивать мощность джетов лишь за чрезвычайно длительные периоды, иногда охватывающие тысячи или миллионы лет. Это затрудняло прямое сравнение энергии джетов с рентгеновским излучением, возникающим при падении вещества в чёрную дыру.