Вы один из авторов этой статьи? Напишите нам с рабочей или университетской почты, указав arXiv ID этой статьи, и мы подтвердим вас и дадим доступ к редактированию этой страницы.
Вы автор работы и видите, что мы что-то упустили или поняли неточно? Напишите нам: тема письма уже содержит номер статьи. Мы прочитаем, учтём и поправим разбор.
Телескоп горизонта событий разглядел струю раскалённого газа из далёкой галактики, которая резко изгибается у самого основания, а мы смотрим прямо в неё — как в луч прожектора.
В апреле 2021 года огромная сеть радиотарелок, объединённых в Телескоп горизонта событий (EHT), нацелилась на крошечную точку в созвездии Девы. Эта точка — активное ядро далёкой галактики 3C 279, откуда вырывается мощный джет (струя плазмы). Он состоит из плазмы — вещества, разогретого до миллиардов градусов и разогнанного почти до скорости света, и сияет невероятно ярко. EHT впервые позволил увидеть, что происходит у самого основания этого луча, и картина поразила учёных: струя не направлена прямо, а резко изгибается под большим углом, словно садовый шланг, который перегнули у наконечника. Мы смотрим точно вдоль него — как в луч прожектора, направленный прямо в глаза.
Такой изгиб сохраняется годами — его замечали и раньше, в 2011, 2017 и 2021 годах, так что это не случайность. Когда астрономы измерили скорость движения сгустков плазмы в струе с помощью радиоинтерферометров со сверхдлинной базой (метода, соединяющего телескопы на разных континентах), получилась иллюзия: казалось, что они летят в десять раз быстрее света. Но это геометрический фокус. Если объект мчится почти со скоростью света немного под углом к лучу зрения, то свет от него приходит к нам так, что движение выглядит ускоренным. Вдобавок, когда источник летит на нас, его излучение становится ярче — это как звук сирены, который кажется выше при приближении. Этот эффект открыл Доплер, и он делает луч ещё заметнее. В действительности, скорость всё равно меньше световой, просто геометрия искажает картинку. Благодаря этому мы понимаем, что джет направлен почти точно на нас — угол меньше градуса, как ширина монеты с расстояния в несколько километров.
Температура плазмы в струе достигает десяти миллиардов градусов. Но из-за законов теории относительности (Эйнштейна и Лоренца), в системе покоя частиц она оказывается ниже критического порога — и это позволяет заглянуть вглубь потока, а не только видеть его поверхность.
Почему же луч изгибается? Скорее всего, виноваты мощные магнитные поля рядом с сверхмассивной чёрной дырой. Когда плазма вырывается из аккреционного диска (вращающегося облака газа вокруг чёрной дыры), линии магнитного поля могут перезамыкаться (разрываться и соединяться по-новому), резко меняя направление потока. Другой возможный виновник — межзвёздная среда (разреженный газ между звёздами), с которой сталкивается джет. Разгадка этого механизма расскажет нам, как чёрные дыры в центрах галактик выбрасывают энергию на миллионы световых лет. А пока наша планета остаётся в луче этого космического прожектора: сместись мы чуть в сторону — и источник погаснет.
3C 279 была одной из первых далёких галактик с яркой переменностью, открытой в 1971 году. Уже тогда заподозрили, что её луч направлен прямо на Землю. Телескоп горизонта событий подтвердил это с потрясающей точностью: угол меньше градуса — примерно как разглядывать монету с расстояния в несколько километров.
В романе Станислава Лема «Фиаско» герои сталкиваются с цивилизацией, посылающей сигналы узкими лучами. Отклонишься чуть в сторону — и контакт потерян. Так же и с этим космическим прожектором: мы видим его, только пока находимся прямо в луче.
