Телескоп горизонта событий получил самое детальное изображение релятивистских джетов, бьющих из ядра самой близкой к Земле радиогалактики Центавр А. Оказалось, что структура джетов хорошо напоминает джет в активной галактике M87 в масштабах до пятисот гравитационных радиусов черной дыры. Статья опубликована в журнале Nature Astronomy.

Проект EHT (Event Horizon Telescope, Телескоп горизонта событий) был запущен в 2017 году и представляет собой радиоинтерферометр со сверхдлинной базой, составленный из восьми обсерваторий по всему миру и работающий на длине волны 1,3 миллиметра. Благодаря ему ученые впервые получили историческое изображение тени сверхмассивной черной дыры в центре активной эллиптической галактики M87, а также увидели ее колебания и померили магнитное поле вблизи черной дыры.

EHT занимается не только исследованиями ближайших окрестностей черной дыры в галактике М87, но и изучает релятивистские джеты у других активных галактик — например, ранее астрономы смогли рассмотреть джет далекого блазара 3C 279. Ожидается, что в дальнейшем проект сможет получить изображение тени сверхмассивной черной дыры в центре Млечного Пути.

Теперь ученые из коллаборации EHT во главе с Майклом Янссеном (Michael Janssen) из Радиоастрономического института Общества Макса Планка опубликовали изображения джета в активной гигантской галактике Центавр А, которые в 16 раз четче изображений, полученных в ходе других исследований. Наблюдения велись 10 апреля 2017 года. Сам Центавр А — ближайшая к Земле радиогалактика, которая переживает вспышку звездообразования и обладает необычной формой, что, по мнению ученых говорит о том, что перед нами результат слияния двух галактик в прошлом. В центре Центавра А находится сверхмассивная черная дыра с массой 55 миллионов масс Солнца, активность которой порождает релятивистские джеты.

Астрономы смогли изучить структуру джетов вплоть до двухсот гравитационных радиусов черной дыры, что эквивалентно 0,6 световым дням. Один из джетов оказался сильно коллимированным и обладает ассиметричной яркостью по краям, а второй джет, направленный в другую сторону, выглядит более тусклым. Скорость аккреции вещества на черную дыру была оценена в 9×10−5 масс Солнца в год. Ученые выяснили, что структура джетов хорошо напоминает джет в M87 в масштабах до пятисот гравитационных радиусов черной дыры, а также определили положение сверхмассивной черной дыры относительно ее джетов — это поможет при дальнейших наблюдениях.

Ученые определили, что тень черной дыры в Центавре А будет различима при частоте наблюдений в несколько терагерц. На такой частоте мог бы наблюдать интерферометр с минимальной длиной базы 8 тысяч километров, один из телескопов которой был бы вынесен в космос.

https://nplus1.ru/news/2021/07/19/centaurus-a

С помощью Очень большого телескопа Европейской Южной обсерватории (VLT ESO) астрономы обнаружили и подробно изучили самый далекий из всех известных на сегодняшний день источников радиоизлучения, расположенный в 13 миллиардах световых лет от нас. Результаты исследования опубликованы в журнале The Astrophysical Journal (ссылка).

Художественное представление квазара P172+18

Квазары — это объекты очень высокой светимости, расположенные в центрах некоторых галактик. По современным представлениям, квазары представляют собой активные ядра галактик на начальном этапе развития, в которых сверхмассивная черная дыра поглощает окружающее вещество, формируя аккреционный диск.

Механизм их излучения связан с находящимися в них сверхмассивными черными дырами. При взаимодействии черной дыры с окружающим ее газом выделяется огромная энергия, что и позволяет астрономам регистрировать эти объекты, несмотря на огромные расстояния до них.

В статье сообщается об открытии самого далекого на сегодняшний день квазара P172+18, который испускает мощные джеты — потоки излучения в радиодиапазоне. Свет от него шел до нас около 13 миллиардов лет, и телескоп зафиксировал его таким, каким он был, когда возраст Вселенной составлял всего 780 миллионов лет.

Хотя известны и более далекие квазары, астрономы впервые получили явные свидетельства существования радиоджетов у квазара на таком раннем этапе истории Вселенной. Джеты есть примерно у десяти процентов квазаров — астрономы называют их "радио-громкими".

Ряд наблюдений с другими телескопами и приемниками, в том числе, с детектором X-shooter на ESO VLT позволил авторам глубже изучить характеристики квазара P172+18 — в частности, определить такие ключевые его параметры, как массу черной дыры и скорость поглощения ею окружающего ее вещества. Оказалось, что энергию излучения квазару дает черная дыра с массой около 300 миллионов солнечных масс, "пожирающая" газ в огромных количествах.

"Эта черная дыра очень быстро поглощает вещество, увеличивая свою массу со скоростью, присущей лишь очень малому количеству таких объектов во Вселенной", — приводятся в пресс-релизе Европейской Южной обсерватории слова одного из авторов исследования Кьяры Маззуччелли (Chiara Mazzucchelli).

Авторы считают, что между быстрым ростом сверхмассивной черной дыры и присутствием мощных радио-джетов у таких квазаров, как P172+18, есть связь. По-видимому, джеты способны возбуждать газ вокруг черной дыры, увеличивая тем самым скорость выпадения газа на нее. Это объясняет, как именно черные дыры в ранней Вселенной смогли так быстро после Большого взрыва дорасти до сверхмассивных масштабов.

"По-моему, это великолепно — найти еще один строительный блок, позволяющий понять устройство первичной Вселенной", — говорит Маззуччелли.

Исследователи уверены, что этот радио-громкий квазар — лишь первый из многих объектов такого типа, лежащих, возможно, и на более далеких космологических расстояниях.

"Это открытие внушает оптимизм. Я надеюсь и верю, что установленный нами "рекорд расстояния" будет скоро побит", — отмечает еще один участник исследования Эдуардо Баньядос из Института астрономии Макса Планка в Германии.

Астрономы связали нейтрино с черной дырой

Нейтрино считаются одними из самых трудноуловимых частиц. Они обладают чрезвычайно небольшой массой и практически ни с чем не взаимодействуют. Благодаря этому обстоятельству они способны проходить через целые планеты и даже звезды. Для поиска нейтрино ученые используют специальные детекторы. Их строят глубоко под земной поверхностью, как можно дальше от других источников частиц.

https://www.nasa.gov/feature/goddard/2021/nasa-s-swift-helps...

Один из нейтринных детекторов расположен под антарктической станцией Амундсен-Скотт. 1 октября 2019 года он зарегистрировал нейтрино чрезвычайно высокой энергии, врезавшееся в антарктический лед с энергией более 100 ТэВ. Это, по крайней мере, в десять раз больше максимальной энергии, которая может быть достигнута в Большом адронном коллайдере.

В ходе последующего анализа исследователи достаточно быстро вычислили участок неба, откуда пришел нейтрино. Оказалось, что он совпадает с положением галактики 2MASX J20570298 + 1412165. Этот далекий объект привлек внимание астрономов 9 апреля 2019 года. Тогда расположенная в центре галактика сверхмассивная черная дыра, чья масса в 30 млн раз превышает солнечную, разорвала близко подошедшее к ней светило. Часть звездной материи была выброшена в космос, а часть осталась в аккреционном диске. В дальнейшем она разогрелась до большой температуры и начала ярко светиться.

По оценкам ученых, вероятность того, что это простое совпадение составляет всего 1 к 500. Основной вопрос заключается в том, где именно образовалось нейтрино. По одной из версий это внутренняя часть аккреционного диска, по другой — один из джетов черной дыры.

Это лишь второй раз в истории, когда астрономам удалось определить источник внегалактического нейтрино. Первый случай произошел еще в 1987 г. и связан со сверхновой SN 1987A, вспыхнувшей в Большой Магеллановом Облаке.

На завораживающих новых снимках от «Хаббла» звезды «сходят с ума»

Космический телескоп НАСА/ЕКА Hubble («Хаббл») продемонстрировал свои уникальные возможности в плане получения изображений, сделав два новых снимка планетарных туманностей. На этих снимках представлены две близлежащие планетарные туманности, NGC 6302, называемая туманностью Бабочка, и NGC 7027. Оба этих объекта являются самыми богатыми пылью планетарными туманностями, известными ученым, и оба содержат повышенные количества газа, что делает их весьма интересной парой для сравнительного изучения.

Как ядерные реакторы, обычные звезды живут спокойной жизнью на протяжении сотен миллионов или нескольких миллиардов лет. Однако к концу жизненного цикла они могут превратиться в «бешеные флюгера», сбрасывая свои газовые оболочки и выстреливая высокоскоростными джетами в космос. В новом исследовании астрономы во главе с Джоэлом Кастнером (Joel Kastner) из Рочестерского технологического института, США, использовали космический телескоп Hubble для получения представления о внутренней структуре этих «небесных фейерверков». Исследователи нашли, что структура этих планетарных туманностей является невероятно сложной, а также отметили наличие стремительных изменений в строении джетов и газовых пузырей, движущихся со стороны звезд, расположенных в центре каждой туманности. Снимки, сделанные при помощи «Хаббла» не дали исследователям возможности однозначно указать механизмы, управляющие этим хаосом.

Исследователи считают, что в центре каждой из этих туманностей лежат две звезды, обращающиеся друг относительно друга. На это, в частности, указывает необычная форма этих туманностей. Каждая из туманностей имеет зауженную, богатую пылью «талию» и полярные доли, или газовые потоки, а также другие, более сложные симметричные элементы структуры.

Согласно основной теории, объясняющей образование таких структур в планетарных туманностях, звезда, теряющая массу, входит в состав двойной системы. Две звезды обращаются на относительно небольшом расстоянии друг от друга, и в конечном счете начинают взаимодействовать, в результате чего вокруг одной или одновременно обеих звезд формируется газовый диск. Затем из этого диска выбрасываются джеты, «выдувающие» полярно направленные доли из окружающего систему газа, пояснили авторы.