Джеты черной дыры «затанцевали» под воздействием ветра соседней звезды — и это помогло их измерить

Впервые в истории астрофизики исследователи измерили мгновенную (кинетическую) мощность джетов черной дыры. Она эквивалентна излучению более 5000 Солнц. Сделать это удалось благодаря неожиданному «инструменту»: звездному ветру от массивной звезды-компаньона. Исследование опубликовано в Nature Astronomy.

Лебедь X-1 — первая черная дыра, открытая человечеством. Ее масса составляет около 21 массы Солнца, а размеры сжаты до объема диаметром примерно 100 км. Рядом с ней находится звезда-гигант массой почти 40 масс Солнца. Эти двое вращаются друг вокруг друга с орбитальным периодом 5,6 земных суток. Уже около 20 000 лет черная дыра питается звездным ветром компаньона — и часть этой материи вместо падения за горизонт событий превращается в джеты, мчащиеся со скоростью, близкой к световой.

Понравился контент? Подписывайся на наше сообщество и получай больше про космос Печатные журналы, события и общение в кругу космических энтузиастов Подписаться на сообщество

Ветер, сгибающий джеты

Звездный ветер массивной звезды в системе Лебедь X-1 поразительно интенсивен: она теряет в 100 млн раз больше массы в секунду, чем наше Солнце, а скорость частиц в этом ветре в три раза превышает соответствующий показатель солнечного ветра. Этого оказалось достаточно, чтобы буквально отклонять джеты черной дыры — подобно тому, как земной ветер рассеивает струю фонтана. По мере того как черная дыра движется по орбите, направление джетов меняется синхронно — они движутся в величественном космическом «танце».

Как измеряли энергетический баланс

Астрофизики из Университета Кертина (Австралия) и Оксфорда получили снимки джетов в сверхвысоком разрешении, объединив сигналы с телескопов, расположенных на расстоянии тысяч километров — с помощью той же технологии, которая использовалась для получения первого изображения черной дыры в рамках проекта Event Horizon Telescope (Телескоп горизонта событий). Смоделировав орбитальный «танец» джетов, команда впервые получила прямое измерение их мгновенной мощности.

Полученное значение открывает новый способ сопоставить «поступления» и «расходы» в энергетическом бюджете черной дыры: сколько вещества поглощается — и сколько энергии поступает в джеты. Для сверхмассивных черных дыр в центрах галактик эти джеты способны влиять на эволюцию как самих галактик, так и еще более масштабных структур Вселенной. Новые данные позволят точнее настроить компьютерные симуляции, воспроизводящие этот процесс.

По материалам sciencealert.com