Сверхсветовое движение вещества вблизи черной дыры
В течение многих лет астрономы наблюдали излучение струй высокоэнергетических частиц, питаемых черной дырой, которые вырывались из центра M87
Учеными, использующими телескоп «Горизонт событий» было выпущено первое изображение черной дыры в центре галактики M87, в апреле прошлого года.
Эта черная дыра массой примерно в 6,5 миллиардов масс Солнца и расположена она на расстоянии около 55 миллионов световых лет от Земли.
В течение многих лет астрономы наблюдали излучение струй высокоэнергетических частиц, питаемых черной дырой, которые вырывались из центра M87. Они изучили джеты (струи) в радио, оптическом и рентгеновском свете, в том числе телескопом Чандрой. И теперь, используя наблюдения Чандры, исследователи увидели, что части струй движутся почти со скоростью света.
Когда вещество подходит достаточно близко к черной дыре, оно входит в круговорот, называемый аккреционным диском. Некоторый материал из внутренней части аккреционного диска падает в черную дыру, а часть перенаправляется от черной дыры в виде узких пучков или струй материала вдоль линий магнитного поля.
Исследователи использовали наблюдения Чандры в 2012 и 2017 годах для отслеживания движения двух рентгеновских узлов, расположенных внутри джетов на расстоянии около 900 и 2500 световых лет от черной дыры.
Рентгеновские данные показывают движение с видимыми скоростями, в 6,3 раза превышающими скорость света для рентгеновского узла ближе к черной дыре, и в 2,4 раза превышающими скорость света для другого.
«Один из нерушимых законов физики заключается в том, что ничто не может двигаться быстрее скорости света», — говорят ученые. «Мы не сломали физику, но мы нашли пример удивительного явления, называемого сверхсветовым движением».
Сверхсветовое движение происходит, когда объекты движутся со скоростью света вдоль направления, которое близко к нашему лучу зрения. Струя движется к нам почти так же быстро, как и свет, который она генерирует, создавая иллюзию, что движение струи намного быстрее, чем скорость света.
В случае M87 * струя оказывается близко к нашему направлению, что приводит к этим экзотическим кажущимся скоростям.
«Наша работа дает самое убедительное доказательство того, что частицы в струе M87 на самом деле движутся вблизи космического ограничения скорости», — говорят исследователи.
Bradford Snios et al. Detection of Superluminal Motion in the X-Ray Jet of M87, The Astrophysical Journal (2019). DOI: 10.3847/1538-4357/ab2119