Международная группа исследователей под руководством Университета Кертина впервые получила прямые данные о мощности плазменных струй, выбрасываемых черной дырой. Объект изучения – известная рентгеновская двойная система Лебедь X-1, состоящая из первой подтвержденной черной дыры и массивной звезды – сверхгиганта. С помощью глобальной сети радиотелескопов ученым удалось зафиксировать энергетические показатели джетов, что подтверждает существующие теории о влиянии черных дыр на структуру и эволюцию галактик.
В исследовании, опубликованном в журнале Nature Astronomy, сообщается, что мощность джетов этой системы сопоставима с суммарным излучением десяти тысяч Солнц. Чтобы вычислить этот показатель, авторы работы использовали метод наблюдений за отклонением струй плазмы под воздействием мощного звездного ветра от соседнего светила. Процесс сопоставим с тем, как сильные порывы ветра отклоняют струю воды из фонтана. Наблюдая за изменениями траектории потоков по мере движения черной дыры по орбите, ученые смогли рассчитать их точную энергию в конкретный момент времени, а не в виде усредненного за миллионы лет значения.
Помимо энергетических характеристик, исследователи уточнили скорость выбросов. Согласно полученным данным, джеты перемещаются со скоростью около 150 тысяч километров в секунду, что составляет половину скорости света. Установление этого параметра долгое время оставалось сложной задачей для астрофизиков. Наблюдения показали, что около десяти процентов энергии, высвобождаемой при поглощении вещества черной дырой, передается джетам и уносится в окружающее пространство. Ранее этот показатель использовался в теоретических моделях и симуляциях Вселенной лишь как допущение, теперь же он получил наблюдательное подтверждение.
Результаты работы имеют значение для калибровки данных, которые планируется получить в ходе будущих проектов, таких как Square Kilometre Array. Новые радиотелескопы в Западной Австралии и Южной Африке позволят обнаруживать джеты черных дыр в миллионах далеких галактик. По словам соавтора исследования профессора Джеймса Миллер–Джонса, физические процессы вблизи черных дыр универсальны, поэтому измерения в системе Лебедь X-1 станут опорной точкой для понимания работы объектов, чья масса может в миллионы раз превышать солнечную.
