Идентифицировано место, где джеты черных дыр выделяют свою энергию
AstroNews.ru - 16 Декабря 2020 21:00:05
Сверхмассивные черные дыры, расположенные в центрах галактик, представляют собой самые массивные объекты во Вселенной. Их массы находятся в диапазоне примерно от 1 миллиона до 10 миллиардов масс Солнца. Некоторые из этих черных дыр также выбрасывают гигантские, сверхперегретые джеты плазмы со скоростями, близкими к скорости света. Основной путь разрядки энергии движения этих джетов состоит в превращении ее в экстремально высокоэнергетические гамма-лучи. Однако главный автор нового исследования Адам Лиа Харви (Adam Leah Harvey) говорит: «Точный механизм формирования этого излучения продолжает оставаться загадкой».
Джет должен где-то разряжаться, и предыдущие исследования не привели астрофизиков к единому мнению по этому вопросу. Основными кандидатами на роль мест, где происходит разрядка джета, считаются две области, состоящие из газа и света, которые окружают черные дыры. Эти области называют соответственно областью широких линий и молекулярным тором.
Джет черной дыры потенциально способен в любой из этих двух областей конвертировать оптическое и инфракрасное излучение в высокоэнергетические гамма-лучи за счет собственной энергии. Новое исследование, проводимое командой Харви при финансировании НАСА, помогает разрешить существующие противоречия по этому вопросу, предоставляя убедительные свидетельства того, что джеты в основном выделяют свою энергию в молекулярном торе, а не в области широких линий.
Область широких линий находится ближе к центру черной дыры, на расстоянии примерно в 0,3 светового года. Молекулярный тор расположен значительно дальше – на расстоянии свыше 3 световых лет. В то время как все эти расстояния кажутся гигантскими для обычного человека, не имеющего отношение к астрономии, работа Харви показывает, что «рассеяние энергии происходит на значительно большем расстоянии от черной дыры, чем считалось ранее».
Для того чтобы придти к этому выводу, Харви применил стандартный статистический прием под названием «бутстрэп» к данным наблюдений 62 джетов черных дыр. Полученное в результате распределение величины, являющейся критерием отнесения рассеяния энергии в системе к молекулярному тору или области широких линий, почти идеально окружало значение, соответствующее рассеянию энергии внутри молекулярного тора. Значительным достоинством этого исследования, использующего статистические методы, является независимость выводов от используемой модели, пояснил Харви.
Эти результаты опубликованы в журнале Nature Communications.