Джети чорних дір якимсь чином спричиняють спалахи зірок

Астрономи за допомогою космічного телескопа "Габбл" виявили, що в самому серці гігантської галактики джет надмасивної чорної діри, схожий на паяльну лампу, став каталізатором спалаху зірок вздовж своєї траєкторії.

Ці спалахи зірок, відомі як нові, не потрапляють безпосередньо в джет. Натомість вони перебувають у небезпечній близькості від струменя, розповідається тут.

"Ми не знаємо, що відбувається, але це просто дуже захоплива знахідка. Це означає, що в нашому розумінні того, як джети чорних дір взаємодіють з навколишнім середовищем, чогось бракує", - пояснив Алек Лессінг зі Стенфордського університету, провідний автор дослідження.

Як спалахують нові? Щоб краще зрозуміти цей складний процес, уявіть собі подвійну зоряну систему, де нормальна зоря, яка вже постаріла та роздута, виливає водень на компаньйона -- білий карлик, який є вигорілою зорею. Тепер, коли цей карлик наповнюється поверхневим шаром водню певної глибини, він детонує в результаті колосального ядерного вибуху. Але карлик залишається неушкодженим, і цикл починається спочатку.

Дослідження "Хаббла" показало, що поблизу джета чорної діри спалахує вдвічі більше нових, ніж деінде в галактиці.

У центрі цього явища знаходиться чорна діра масою 6,5 мільярдів сонячних мас, оточена диском матерії, яка по спіралі прямує до неї всередину. При поглинанні матерії чорна діра запускає зі своїх полюсів струмінь (джет) плазми завдовжки 3000 світлових років зі швидкістю, близькою до швидкості світла.

Потужний промінь джета може підсмажити все на своєму шляху, але навіть найближчі регіони є небезпечними, про що свідчить підвищена активність нових.

Відкриття припускає, що або існує більше подвійних зоряних систем, здатних утворювати нові поблизу джета, або що ці системи спалахують частіше.

"Можливо, джет якимось чином скидає водневе паливо на білі карлики, змушуючи їх спалахувати частіше. Але не ясно, чи це фізичний поштовх, - розмірковує Лессінг.

Це може бути наслідком тиску світла, що виходить від джета. Коли водень доставляється швидше, виверження теж відбувається швидше. Можливо, щось подвоює швидкість масоперенесення до білих карликів поблизу джета.

"Ми не перші, хто каже, що навколо джета M87 спостерігається підвищена активність", - додає Майкл Шара, співдослідник з Американського музею природознавства в Нью-Йорку. "Але Габбл показав цю підвищену активність набагато більшою кількістю прикладів і статистичною значущістю, ніж ми коли-небудь мали раніше".

Насправді, космічний телескоп "Габбл" зумів пролити більше світла на це космічне явище з набагато більшою кількістю прикладів і статистичної значущості, ніж це було можливо раніше.

Життєво важливою частиною цього захопливого відкриття було повторне відвідування регіону кожні п'ять днів для підрахунку спалахів нових, що завершилося створенням найглибших зображень галактики M87, які коли-небудь були зроблені.

"Габбл" виявив 94 наднові лише в третині M87, яку може охопити його камера.

"Як тільки ви нанесли всі відомі нові на поверхню M87, вам не знадобилася статистика, щоб переконатися, що вздовж джета є надлишок нових", - пояснили вчені. "Це відкриття було зроблено просто при погляді на зображення. Наш статистичний аналіз даних підтвердив те, що ми чітко бачили".

Насправді нові не є рідкісною подією. Лише в галактиці M87 спалахує одна з них щодня. У видимому Всесвіті налічується близько 100 мільярдів галактик, тобто щосекунди десь там спалахує близько 1 мільйона нових.

Окрім свого величезного гравітаційного тяжіння, чорні діри чинять вплив через потужні джети плазми, які можуть простягатися на тисячі світлових років.

У випадку надмасивної чорної діри M87 масою 6,5 мільярдів сонячних мас, цей джет відіграє несподівану роль у поведінці зірок.

Замість того, щоб просто викидати матерію майже зі швидкістю світла, цей джет, схоже, збільшує частоту спалахів нових у сусідніх подвійних зоряних системах.

Точний механізм цього явища поки що незрозумілий, але дослідники підозрюють, що енергетичний потік з чорної діри може змінювати навколишнє середовище таким чином, що прискорює передачу маси між зорями в цих системах.

Цей нещодавно виявлений зв'язок між джетами чорних дір і зоряними спалахами додає ще один рівень складності до нашого розуміння того, як чорні діри взаємодіють з навколишнім середовищем.