Вперше в історії астрофізики дослідники виміряли миттєву (кінетичну) потужність джетів чорної діри. Вона еквівалентна випромінюванню понад 5000 Сонць. Зробити це вдалося завдяки несподіваному «інструменту»: зоряному вітру від масивної зорі-компаньйона. Дослідження опубліковане в Nature Astronomy.
Лебідь X-1 — перша чорна діра, відкрита людством. Вона важить близько 21 маси Сонця й стиснута в об’єм діаметром приблизно 100 км. Поруч із нею — зоря-гігант масою майже 40 Сонць. Ці двоє обертаються один навколо одного з орбітальним періодом 5,6 земної доби. Вже близько 20 000 років чорна діра живиться зоряним вітром компаньйона — і частина цієї речовини замість падіння за горизонт подій перетворюється на джети, що несуться зі швидкістю, близькою до світлової.
Вітер, що згинає джети
Зоряний вітер масивної зорі в системі Лебідь X-1 разюче інтенсивний: вона втрачає у 100 млн разів більше маси на секунду, ніж наше Сонце, а швидкість частинок у цьому вітрі втричі перевищує відповідний показник сонячного вітру. Цього виявилося достатньо, щоб буквально відхиляти джети чорної діри — подібно до того, як земний вітер розвіює струмінь фонтана. У міру того як чорна діра рухається орбітою, напрямок джетів змінюється синхронно — вони рухаються у величному космічному «танці».
Як вимірювали енергетичний баланс
Астрофізики з Університету Кертіна (Австралія) та Оксфорду отримали надвисокороздільні знімки джетів, об’єднавши сигнали з телескопів, рознесених на тисячі кілометрів — тією самою технікою, що використовувалася для отримання першого зображення чорної діри в проєкті Event Horizon Telescope (Телескоп горизонту подій). Змоделювавши орбітальний «танок» джетів, команда вперше отримала пряме вимірювання їхньої миттєвої потужності.
Отримане значення відкриває новий спосіб зіставити «надходження» й «витрати» в енергетичному бюджеті чорної діри: скільки речовини поглинається — і скільки енергії надходить у джети. Для надмасивних чорних дір у центрах галактик ці джети здатні впливати на еволюцію як самих галактик, так і ще масштабніших структур Всесвіту. Нові дані дадуть змогу точніше налаштувати комп’ютерні симуляції, що відтворюють цей процес.
За матеріалами sciencealert.com
