Астрономы смогли впервые напрямую связать основание гигантского релятивистского джета с так называемой тенью сверхмассивной черной дыры M87*, которую ранее удалось получить на изображениях. К такому выводу ученые пришли после анализа данных, собранных Телескопом горизонта событий, известным как EHT. Эти наблюдения позволили точнее определить область, где формируется струя, и приблизиться к пониманию механизмов ее запуска.
Сверхмассивная черная дыра M87* находится в центре эллиптической галактики Messier 87 на расстоянии около 55 миллионов световых лет от Земли. Она относится к активным черным дырам: вокруг нее вращается плотный и горячий аккреционный диск, а из полярных областей вырываются узкие потоки плазмы, разгоняющиеся до скоростей, близких к скорости света. Один из таких джетов тянется более чем на 3000 световых лет, однако долгое время оставалось неясным, где именно он берет начало.
Ранее, в 2024 году, астрофизики при участии специалистов ФИАН и МФТИ смогли визуализировать структуру джета, показав, как он ускоряется и сжимается по мере удаления от черной дыры. Новая работа стала следующим шагом. Использовав данные EHT, полученные в 2021 году, исследователи смогли изучить область не только на уровне тени черной дыры, но и непосредственно рядом с ней.
Результаты исследования были опубликованы в журнале Astronomy and Astrophysics. Ученые проанализировали тонкие сдвиги радиосигналов, которые устойчивы к атмосферным и техническим искажениям, и обнаружили слабое, но статистически значимое излучение вблизи яркого кольца вокруг M87*. Моделирование показало, что этот источник расположен менее чем в одной десятой светового года от сверхмассивной черной дыры и смещен в сторону, совпадающую с направлением гигантского джета.
Таким образом, исследователям удалось напрямую связать тень черной дыры, область, откуда не выходит даже свет, с основанием релятивистской струи, которая затем разрастается до межгалактических масштабов. Это указывает на то, что значительная часть энергии джета формируется в непосредственной близости от горизонта событий и тесно связана с процессами аккреции и магнитными полями вокруг M87*.
Хотя полученные данные пока не позволяют детально восстановить форму основания джета, работа стала важным этапом в проверке теоретических моделей и в понимании того, как сверхмассивные черные дыры влияют на эволюцию своих галактик. В дальнейшем ученые рассчитывают продолжить наблюдения с помощью EHT и других наземных и космических обсерваторий, чтобы еще подробнее изучить область запуска самых мощных релятивистских струй во Вселенной.
