Джет из чёрной дыры – уникальное космическое явление на месте галактического коллапса

Большую часть времени черная дыра проводят в покое – она находится в космическом пространстве и, выражаясь человеческим языком, «откровенно бездельничает». Все меняется с того момента, когда в гравитационное поле чёрной дыры попадает какой-либо объект. Конечно, шансов продолжить существование у «случайного гостя» практически нет, но сам процесс «кормления» чёрной дыры – удивительное явление.

 

Джет – прощание гибнущей звезды

Исход случайной встречи гигантского газового шара, который мы называем звездой, и чёрной дыры предсказуем. У светила, каким бы крупным и массивным оно ни оказалось, нет ни единого шанса – чёрная дыра поглотит его полностью. Объект распадается и теряет вещество постепенно, и на время вокруг непроницаемо-черной дыры создается аккреционный диск (яркое кольцевидное формирование, состоящее из нагретых до невероятных температур пылинок и облаков газа). Постепенно и он гаснет. Это означает конец существования звезды.

В большинстве случаев чёрная дыра просто разрывает встретившийся на ее пути космический объект и засасывает его, но иногда гибнущие звезды эффектно прощаются со Вселенной. Это происходит крайне редко, и ученые пока спорят о том, какими должны быть условия для формирования джета – именно так называют гигантскую плазменную струю, которая вырывается из центра чёрной дыры после поглощения звезды.

Причиной образования джетов считается взаимное воздействие аккреционного диска и магнтиного поля – при определенной комбинации условий плазменный поток «выстреливает» в космос со световой скоростью.

 

Джет «нашего времени»

Совсем недавно ученым удалось понаблюдать за формированием и расширением структуры джета практически в режиме «реального времени». Уникальное событие произошло в глубоком космосе, в 150 млн световых лет от нашей планеты, именно здесь столкнулись две галактики. В центре каждой из участниц «космического ДТП» есть сверхмассивная чёрная дыра (ориентировочная масса каждой составляет около 20 миллионов масс Солнца).

Обычно столкновение галактик проходит незамеченным для большинства объектов, входящих в их состав. Даже нашему Млечному Пути в далеком будущем предстоит столкнуться с соседствующей галактикой Андромеды, и ученые утверждают, что, если к моменту столкновения на Земле еще будет жизнь, то ей ничего не грозит – разве что ночное небо над головами потомков станет намного ярче.

Одной из небольших звезд Arp 299 (именно такое лаконичное название астрономы дали «месту происшествия») повезло намного меньше, чем миллионам ее «соседок» по галактике – она подошла слишком близко к сверхмассивной чёрной дыре.

Астрономы наблюдают за галактическим коллапсом уже довольно давно, а в январе 2005 года посредством Большого Канарского телескопа удалось зафиксировать аномальный выброс излучения в инфракрасном диапазоне. Спустя полгода аналогичное наблюдение было сделано с помощью радиоинтерферометра НРО США – и ученые поняли, что им выпала возможность пронаблюдать уникальное космическое явление.

Конечно, пронаблюдать явление в оптическом диапазоне невозможно – галактический коллапс происходит слишком далеко, кроме того, видимый свет блокируется газом, пылью, другими помехами.

Астрономы финского университета Турку говорят о том, что с течением времени растет яркость объекта в радиочастотном и инфракрасном диапазоне, тогда как о видимом и рентгеновском излучении такого сказать нельзя. Вероятно, плотные газопылевые скопления, встречающиеся на пути видимого и рентгеновского излучения, активно поглощают их и переводят в инфракрасный диапазон.

Наблюдения продолжались в штатном режиме, пока в 2015 году ученые не отметили, что материя в месте столкновения движется в одном направлении со значительной скоростью, близкой к световой – именно так ведет себя джет в теории.

Сейчас ведутся активные исследования и регистрируются все изменения в рассматриваемой области. Астрономам уже удалось получить ценную информацию о формировании и поведении релятивистских струй. Однако исследователи говорят о том, что полученные данные – только «вершина айсберга». Конечно, наблюдение за джетом с момента его зарождения позволило собрать уникальные сведения, однако вопросов о природе и происхождении таких явлений пока намного больше, чем ответов.

В частности, высказывается предположение, что релятивистские струи, считавшиеся явлением уникальным, на самом деле возникают во много раз чаще – просто мы не можем наблюдать их из-за большой удаленности и космических «помех». Если это так, и столкновение звезды с черной дырой с последующим выбросом джета – рядовое событие во Вселенной, возможно, риски для жизни в нашей галактике при грядущем столкновении с Андромедой сильно недооценены.