Эффект 3D-очков помог определить источник выбросов чёрных дыр

“Оказалось, что, измеряя поляризацию полученного телескопом света, можно понять, какая его часть пришла от джета, и выяснить направление струи. Эффект похож на взгляд сквозь 3D-очки, которые позволяют глазам видеть разные картинки. Другими способами оптический телескоп такую информацию о диске и джете не дает”, – прокомментировал работу один из ее авторов, научный сотрудник МФТИ Александр Плавин.

Практически все астрономы сегодня уверены, что в ядре каждой крупной галактики находится как минимум одна сверхмассивная черная дыра. Они постоянно захватывают и поглощают окружающее вещество, а также выбрасывают часть его в межгалактическое пространство в виде так называемых джетов – узких пучков плазмы, которая разогрета до сверхвысоких температур и разогнана до околосветовых скоростей.

Многие из этих объектов стали одной из главных целей для телескопа Gaia, который запустили в космос в декабре 2013 года. Недавно российские астрофизики выяснили, что положение сверхмассивных черных дыр, вычисленное при помощи радиотелескопов, в некоторых случаях не совпадало с результатами замеров Gaia. По подсчетам ученых, подобные расхождения были характерны для примерно 7–8% галактик, за которыми наблюдал телескоп.

Позже ученые выяснили, что эти странности были связаны с тем, в какую сторону был направлен джет черной дыры, и насколько длинным он был. Скорректировав координаты черных дыр, Плавин и его коллеги задумались, можно ли для изучения выбросов сверхмассивных черных дыр использовать и данные с Gaia, и информацию радиотелескопов.

Сияние черных дыр

Дело в том, что ученые пока точно не могут сказать, как именно возникает свечение, которое вырабатывают квазары – самые яркие и активные ядра галактик. На роль его главного источника претендуют как джеты сверхмассивных черных дыр, так и диск аккреции – “бублик” из перемолотой и раскаленной материи, которые окружает окрестности этих объектов.

Проблема заключается в том, что оптические телескопы в принципе не могут рассмотреть их из-за низкого разрешения, а радиотелескопы не могут “видеть” окрестности диска аккреции. Российские астрофизики решили эту проблему, обратив внимание на то, что оптическое излучение диска и “плевков” черных дыр должно сильно различаться по тому, как именно и насколько сильно оно будет поляризовано, то есть “закручено” в определенную сторону под действием магнитных полей.

“Сам факт того, что излучение джета поляризовано, был известен. Мы объединили данные от двух видов телескопов: радио- и оптических; и показали, что поляризация направлена именно вдоль джета. Из этого следует, что горячая плазма двигается в магнитном поле, закрученном, как пружина”, – добавил руководитель работы Юрий Ковалев, астроном из МФТИ.

Эти своеобразные 3D-очки, как отметил Ковалев, показали, что объединение данных с двух типов телескопов не только позволяет определить, какую долю свечения квазаров вырабатывают джеты и диски аккреции, но и позволяет ученым раскрыть трехмерную структуру того, как устроены непосредственные окрестности сверхмассивных черных дыр.

Последующие наблюдения такого рода, как надеются российские астрофизики, помогут им понять, что именно управляет формированием джетов и какую роль этот процесс играет в эволюции тех галактик, где находятся порождающие их сверхмассивные черные дыры.

Для того, чтобы быть в курсе новостей в сфере науки, подписывайтесь на наш Telegram-канал.