Черные дыры почти любой массы могут генерировать струи материи, которые выстреливают из своих полюсов. Эти струи настолько энергичны, что могут ускорять заряженные частицы до значительной доли скорости света. Пока еще достоверно неизвестно, откуда частицы этих струй получают так много энергии и, следовательно, двигаются так быстро.
Одна популярная гипотеза - это модель «внутреннего удара», которая утверждает, что струи неоднородные и в них некоторые частицы движутся быстрее, чем другие. В результате, эти частицы догоняют более медленные и сталкиваются с ними. Эти столкновения не только позволяют энергии передаваться через струю, но они также позволяют струям иметь магнитное поле, которое может способствовать дальнейшему ускорению заряженных частиц.
Ряд наблюдений, похоже, подтверждают эту модель, однако наблюдать процесс в развитии было трудно. Но теперь исследовательская команда во главе с Эйлин Мейер из Space Telescope Science Institute получила лучшие картины некоторых струй. Используя космический телескоп NASA Hubble, команда наблюдала за ближайшей радиогалактикой 3С 264, которая является домом для сверхмассивной черной дыры со впечатляющей струей.
Та же струя была запечатлена ранее, несколько раз на протяжении многих лет, и когда новый снимок был поставлен наряду с предыдущими, стало очевидным, что существует четкая последовательность событий. Объекты в пределах струи, известные как узлы — существенно более плотные кластеры из заряженных частиц — появляются во всех четырех наблюдениях, сделанных в 1994, 1996, 2002 и 2014 годах. Из четырех ярких пятен, два остались сравнительно на месте в струе, а два других перемещались ближе друг к другу, что привело к их слиянию на самых последних изображениях.
Модель внутреннего удара предсказывает, что при столкновении двух таких узлов, они должны стать значительно ярче, поскольку их отдельные частицы сталкиваются между собой. В новом наблюдения, слияние узлов показало, что их яркости увеличились примерно на 40 процентов. Эта яркая вспышка (хотя процесс может протекать слишком плавно, и занимать несколько лет) дает четкое подтверждение модели.
Чтобы лучше понять струи, нам нужно знать, насколько эффективен процесс. Иными словами, сколько кинетической энергии из струи рассеивается и отражается как свет? Из приведенной выше информации, исследователи оценили, что количество теряемой энергии было очень низким, что делает этот процесс менее эффективным, чем предсказывали радиационные модели, следовательно, больше энергии остается в струях, вместо того, чтобы преобразоваться в излучение. Но исследователи отмечают, что это лишь нижний предел, так что фактическое значение может быть выше.
Исследование струй увеличит наше понимание сверхмассивных черных дыр, разбросанных повсюду во Вселенной, которые сами по себе играют важную и в некотором роде загадочную роль в формировании и эволюции галактик. И это может иметь отношение к другим областям науки. «Этот механизм может объяснить переменные, высокоэнергетические излучения от различных объектов», - заключают авторы.
Это одна из тех историй, на вопросы которой наука пока не знает ответа. Чтобы узнать точное количество энергии, которое теряют струи радиогалактики 3С 264 на излучение и на генерацию своих магнитных полей, исследователи будут продолжать наблюдения еще многие десятилетия.
Источник: http://ftimes.ru/science-it/4227-uchenye-izuchayut-struyu-materii-iz-chernoj-dyry-radiogalaktiki-3s-264/