Джети чорної діри «затанцювали» під вітром сусідньої зорі — й це допомогло їх виміряти

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.

Scientific illustration of the Cygnus X-1 binary system
Система Лебідь X-1: візуалізація взаємодії релятивістських джетів та зоряного вітру в подвійній системі. Згенеровано ШІ

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.

Подія в Києві на перетині мистецтва, космосу та технологій! Дізнатися більше

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

Новини інших медіа
Чорні діри постійно поглинають одна одну для виживання
Прихована загроза у космосі: як виявити супутник із ядерною зброєю
Космічні самітники виявились попередниками зоряних систем
Нейтрино можуть народжуватися всередині загадкових червоних цяток
Ядерну батарею для супутників вперше випробовують у космосі
В архівах TESS вперше виявили планету методом мікролінзування
Космічний апарат NASA New Horizons успішно вийшов із найдовшої гібернації та перебуває у справному стані
Вибухи феєрверків на День незалежності у США помітили з борту МКС
Відставка після тріумфу Artemis II: Джеремі Гансен залишає загін астронавтів
Найбільша пара чорних дір утворила гігантську порожнечу