Дрожащие струи чёрных дыр экспресс
Садовый шланг бьёт мощной струёй воды. Если его слегка пережать или дёрнуть, струя начинает извиваться, как змея, и брызги летят в стороны. Похожее происходит с гигантскими струями плазмы, которые выбрасывают чёрные дыры. Эти струи закручены магнитными полями и могут терять устойчивость, начиная колебаться.
Учёные изучали чёрную дыру звёздной массы — объект в несколько раз тяжелее Солнца, сжатый до размеров города. Радиотелескопы ловили от неё всплески излучения, которые повторялись с почти постоянным ритмом — такие колебания называют квазипериодическими. Одновременно менялась не только яркость радиоволн, но и их поляризация (направление колебаний электромагнитной волны). Яркость и поляризация вели себя как качели: когда одна растёт, другая падает.
Компьютерная модель показала: все эти странности объясняются изгибной неустойчивостью — волной, которая бежит вдоль струи и заставляет её вилять. Такая волна возникает, когда магнитное поле внутри струи слишком сильно закручено, как перекрученная резинка. Из-за неё струя местами сжимается, местами расширяется, и от этого меняется и яркость, и поляризация. Это открытие даёт новый инструмент: наблюдая за ритмом мерцания, можно заглянуть в самое сердце чёрной дыры и понять, как устроено её магнитное поле.
Оригинальная аннотация
как её написали авторы, на английском arXiv:2603.06294
The dynamics and instability of the magnetized jets connected to jet acceleration are complicated and are not yet well understood. Quasi-periodic oscillations (QPOs) as special timing features in black hole systems can directly probe dynamics and structure of accreting and outflow materials. Recently, GHz-band radio polarization oscillations in a stellar-mass black hole are reported, and the physical origin is unclear. We propose that the QPOs in both radio flux and linear polarization will be connected to kink instability in relativistic magnetized jets. The simulations are performed to fit the observed curves of radio flux and linear polarization modulations, in addition, the kink instability model well explains the anti-correlation between flux and linear polarization. These polarized QPOs provide evidence for kink stability in relativistic jets, a phenomenon of significant theoretical importance for understanding the magnetic field configuration near the black hole, as well as for particle acceleration in jets.
Струи от чёрных дыр могут быть длиннее нашей Галактики, а частицы в них разгоняются почти до скорости света.
В фильме «Интерстеллар» чёрная дыра Гаргантюа показана с ярким аккреционным диском, но её джеты остались за кадром — а ведь именно они могут быть ключом к межзвёздным путешествиям.