На этот раз телескоп размером с Землю заполучил неожиданные подробности релятивистских струй, вырываюющихся из центра далекого квазара 3C 279.

В апреле 2019 года человечество было поражено первой в истории фотографией тени сверхмассивной черной дыры в галактике Messier 87, и вот, Телескоп Горизонта Событий (Event Horizon Telescope, EHT), получивший тот исторический снимок, порадовал новым выдающимся кадром. На этот раз под его острый взгляд попали мельчайшие детали релятивистской струи, связанной с черной дырой в сердце далекого квазара 3C 279. Снимки и выводы ученых опубликованы в журнале Astronomy & Astrophysics.

Снимок структуры джета квазара 3C 279, удаленного от нас на 2,44 миллирада световых лет. Credit: J.Y. Kim (MPIfR), Boston University Blazar program, and the EHT Collaboration

Астрономы проекта EHT продолжают извлекать информацию из изысканных данных, собранных в ходе глобальной кампании в апреле 2017 года. Целью наблюдений был квазар 3С 279 – галактика в созвездии Девы со сверхъярким центром, мерцающим, когда огромное количество газа и звезд падает в гигантскую черную дыру, уже накопившую массу в миллиард солнечных. Монстр разрушает светила, которые приближаются к предполагаемому аккреционному диску, после чего часть газа выбрасывается в виде двух тонких струй плазмы со скоростью, близкой к скорости света.

Ученые из Института радиоастрономии Макса Планка в Бонне (Германия) изучили мелкомасштабную морфологию вблизи основания джета, где, как предполагается, возникает сильно изменяющееся гамма-излучение.

EHT получил самые острые детали с разрешением менее светового года, позволяющим проследить релятивистский джет вплоть до аккреционного диска. Недавно проанализированные данные показали, что обычно прямая струя имеет неожиданную закрученную форму в своем основании, а также обнаружили перпендикулярные струе объекты, которые сначала можно было бы интерпретировать как аккреционный диск. Сравнивая изображения за несколько дней, астрономы изучили изменения колоссальной системы в мельчайших деталях, доступных ранее только при компьютерном моделировании.

«Мы знали, что, открывая новое окно во Вселенную, можно найти что-то новое. На этот раз, в поисках области, где образуется струя, мы обнаружили своего рода перпендикулярную структуру. Будто из самой маленькой матрешки мы достали абсолютно другую фигурку. Более того, нас также удивил тот факт, что изображения меняются так быстро», – сообщил руководитель анализа Чжэ Ен Ким.

Квазар 3C 279 в представлении художника. Credit: ESO/M. Kornmesser

Перпендикулярные видимые движения примерно в 20 раз быстрее скорости света трудно согласовать с простым пониманием распространяющегося релятивистского джета. Это говорит о наличии плазменных неустойчивостей в изогнутой струе или о ее внутреннем вращении.

«3С 279 был первым источником в астрономии, показавшим сверхсветовые движения, и сегодня, почти пятьдесят лет спустя, у него все еще остались сюрпризы для нас», – пишут исследователи.

Телескопы, входящие в коллаборацию EHT, работают вместе, используя метод радионтерферометрии со сверхдлинной базой, подразумевающий синхронизацию наблюдений по всему миру для формирования одного огромного телескопа размером с Землю, а полученные данные анализируются и преобразуются в изображение на суперкомпьютерах, размещенных в Институте радиоастрономии Макса Планка и обсерватории MIT Haystack Observatory.

Фотография сверхмассивной черной дыры в галактике Messier 87. Credit: Event Horizon Telescope

«В прошлом году мы представили первое изображение тени черной дыры, а теперь видим неожиданные изменения в форме струи в 3С 279, и это еще не конец. Мы работаем над анализом данных о сверхмассивной черной дыре Стрелец А* в центре Млечного Пути, а также над другими активными галактиками, такими как Centaurus A, OJ 287 и NGC 1052. Как мы уже говорили год назад: это только начало», – подчеркнул значимость глобальных усилий Антон Зенсус, директор Института радиоастрономии Макса Планка и председатель Совета по сотрудничеству EHT.

Наблюдательная кампания EHT в марте-апреле 2020 года была отменена из-за глобальной вспышки CoViD-19. В настоящее время сотрудничество EHT сосредоточено на завершении научных публикаций на основе данных 2017 года, после чего перейдет к анализу результатов наблюдательной кампании расширенного массива EHT в 2018 году.

"Мы с нетерпением ожидаем проведения наблюдений с помощью массива EHT, увеличенного до одиннадцати обсерваторий в марте 2021 года», – поделились планами участники коллаборации."