Разработан новый метод оценки массы черной дыры

0

Сотрудники МФТИ совместно с коллегами из Нидерландов, Тайваня и Японии предложили новый способ косвенного измерения массы черной дыры. Его точность сравнима с уже существующими методами. Статья ученых опубликована в журнале Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

В центре каждой галактики находится ядро. В большинстве случаев оно активно, то есть, в нем происходят процессы, сопровождающиеся выбросом большого количества энергии. В результате этих процессов из центра ядра перпендикулярно плоскости галактики с высокой скоростью выбрасываются струи раскаленного газа, которые называются релятивистскими джетами. Эти структуры хорошо видны с Земли и могут многое рассказать о свойствах ядра галактики, которое, как считается, представляет собой сверхмассивную черную дыру.

Граница джета состоит из двух кривых. Этим фактом и воспользовались астрофизики, чтобы оценить массу ядра галактики M87. Эта галактика находится ближе всего к Млечному Пути, а наблюдения за ней ведутся с 1781 года — тогда объект был открыт как туманность. Однако по мере накопления сведений туманность начала принимать очертания и с обнаружением джета была признана активной галактикой. На сегодняшний день структура джета у М87 изучена досконально: построены карты скоростей выброса плазмы, измерены температура и концентрация частиц вещества, увлекаемого в черную дыру. Граница этого джета была измерена настолько тщательно, что ученые увидели: она не однородна по длине, а меняет форму с параболической на коническую. Затем этот эффект был подтвержден и для десятка других активных галактик.

В своей новой работе российские ученые пытались описывать движение джета как течение замагниченной жидкости. В таком случае форма струи определяется электромагнитным полем вокруг. Оно, в свою очередь, зависит от разных факторов: скоростей и зарядов частиц джета, электромагнитных токов, «всасывания» вещества черной дырой, из-за чего у нее появляется собственное магнитное поле. Сложная комбинация характеристик и физических явлений приводит к наблюдаемому излому. Исследователи использовали теоретическую модель, которая предсказывает излом джета. Подбирая массу черной дыры в модели таким образом, чтобы вычисления совпали с наблюдаемой формой выброса, ученые одновременно получили новую оценку массы черной дыры, новый способ измерения и подтверждение ранее высказанных гипотез.

«Главный результат нашей работы — новый независимый метод оценки массы черной дыры. И хотя его точность сравнима с точностью уже существовавших методов, его преимущество в том, что он приближает нас к конечной цели — уточнению параметров центрального «двигателя» для более глубокого понимания природы его активности», — подчеркнула ведущий автор работы, заместитель заведующего лабораторией фундаментальных и прикладных исследований релятивистских объектов Вселенной МФТИ Елена Нохрина.

Просто попробуйте: в Швеции заговорили о людоедстве