Астрономы впервые напрямую связали основание гигантского джета с «тенью» первой «сфотографированной» сверхмассивной черной дыры M87*. Анализ данных, полученных с помощью Телескопа горизонта событий (EHT), позволил проследить, где именно формируется релятивистская струя и лучше понять механизмы ее возникновения.
Сверхмассивная черная дыра (СМЧД) M87*, расположенная в центре эллиптической галактики Messier 87, находится на расстоянии около 55 миллионов световых лет от Земли. Этот космический «монстр» относится к активным черным дырам: вокруг него вращается горячий аккреционный диск из газа и пыли, а из полюсов вырываются узкие струи плазмы, разгоняющиеся до почти околосветовых скоростей.
Один из таких джетов простирается более чем на 3000 световых лет. Хотя о его существовании астрономам известно давно, вопрос о том, где именно он формируется и как связан с окрестностями СМЧД до сих пор оставался открытым. В 2024 году астрофизики, при участии исследователей ФИАН и МФТИ, визуализировали структуру джета, проследив ускорение и коллимацию.
Теперь данные наблюдений, полученные с помощью глобальной сети радиотелескопов EHT в 2021 году, позволили авторам нового исследования, опубликованного в журнале Astronomy and Astrophysics, «увидеть» структуру джета не только на масштабе самой «тени» черной дыры, но и у ее основания. Проанализировав тонкие сдвиги радиосигналов, устойчивых к атмосферным и инструментальным помехам, ученые обнаружили слабое, но статистически значимое излучение рядом с ярким кольцом вокруг M87*.
Моделирование показало, что этот дополнительный источник расположен менее чем в десятой доле светового года от СМЧД и смещен в ту же сторону, куда направлен гигантский джет. Иными словами, астрономам удалось связать тень черной дыры — область, откуда не может вырваться даже свет, — с основанием релятивистской струи, разрастающейся до межгалактических масштабов.
Выходит, значительная часть энергии джета формируется в непосредственной близости от горизонта событий и тесно связана с процессами аккреции и магнитными полями вокруг СМЧД. Хотя данные пока не позволяют детально восстановить форму основания джета, новая научная работа стала важным шагом к проверке теоретических моделей и того, как сверхмассивные черные дыры влияют на эволюцию своих галактик.
Дальнейшие наблюдения с помощью EHT и других наземных и космических обсерваторий, позволят лучше рассмотреть эту область и увидеть, как именно запускаются самые мощные релятивистские струи во Вселенной.