Галактики, включаючи наш Чумацький Шлях, містять у своїх центрах надмасивні чорні діри, маса яких у мільйони й мільярди разів перевищує масу Сонця. Деякі надмасивні чорні діри запускають швидкорухомі витоки плазми, які випромінюють сильні радіосигнали, відомі як радіоджети.
Вперше радіоджети були відкриті у 1970-х роках. Але багато чого залишається невідомим про те, як вони утворюються, особливо про джерело їх енергії та механізм завантаження плазми.
Недавно колаборація Телескопа горизонту подій виявила радіозображення чорної діри в центрі сусідньої гігантської еліптичної галактики M87. Спостереження підтвердило теорію про те, що спін чорної діри живить радіоджети, але мало що дало для прояснення механізму завантаження плазми.
Тепер дослідницька група під керівництвом астрофізиків з Університету Тохоку запропонувала багатонадійний сценарій, який прояснює механізм завантаження плазми в радіоджети. Їх роботу було опубліковано в журналі The Astrophysical Journal Letters 29 вересня 2022 року.
Недавні дослідження стверджують, що чорні діри сильно намагнічені, оскільки намагнічена плазма всередині галактик переносить магнітні поля в чорну діру. Потім сусідня магнітна енергія тимчасово вивільняє свою енергію через магнітне перез'єднання, заряджаючи плазму, що оточує чорну діру. Це магнітне перез'єднання є джерелом енергії для сонячних спалахів.
Плазма у сонячних спалахах випускає ультрафіолетове та рентгенівське випромінювання; тоді як магнітне перез'єднання навколо чорної діри може викликати гамма-випромінювання, оскільки енергія, що виділяється на частку плазми, набагато вища, ніж у сонячному спалаху.
Цей сценарій передбачає, що випромінювані гамма-промені взаємодіють один з одним і створюють велику кількість електрон-позитронних пар, які завантажуються в радіоджети.
Це пояснює велику кількість плазми, що спостерігається в радіоджетах, яка узгоджується зі спостереженнями M87. Крім того, сценарій враховує, що потужність радіосигналу змінюється від чорної діри до чорної діри. Наприклад, радіоджети навколо Sgr A* - надмасивної чорної діри в нашому Чумацькому Шляху - занадто слабкі та не виявляються сучасними радіотехнічними засобами.
Крім того, сценарій передбачає короткочасне рентгенівське випромінювання, коли плазма завантажується в радіоджети. Ці рентгенівські сигнали пропускаються сучасними рентгенівськими детекторами, але вони можуть спостерігатися запланованими рентгенівськими детекторами.
"За цим сценарієм майбутня рентгенівська астрономія зможе розгадати механізм завантаження плазми в радіоджети, давню загадку чорних дір", - зазначив провідний автор дослідження Шигео Кімура.
Коментарі
Дописати коментар