Надмасивна чорна діра вистрілює високоенергетичний промінь прямо в Землю

Місія NASA спостерігала надмасивну чорну діру, яка спрямовувала високоенергетичний промінь у бік Землі з відстані 400 мільйонів світлових років.

Моделювання Маркарян 421, що випромінює промінь високої енергії. Фото: NASA/Pablo Garcia — Моделювання Маркарян 421, що випромінює промінь високої енергії. Фото: *NASA/Pablo Garcia*

Активні надмасивні чорні діри оточені обертовими дисками матеріалу, які називаються акреційними дисками, що з часом живлять їх. Частина матеріалу, який вони не можуть поглинути, потім переноситься до полюсів, звідки викидається майже зі швидкістю світла. Цей процес створює надзвичайно яскраве електромагнітне випромінювання високої енергії. У деяких випадках, як-от нещодавно виявлене NASA, промінь спрямований безпосередньо на Землю в події, яка називається блазар, повідомило Live Science 30 липня.

Блазар, названий Markarian 421, розташований у сузір'ї Великої Ведмедиці та був зафіксований місією NASA Imaging X-ray Polarimetry Explorer (IXPE), запущеною у грудні 2021 року. IXPE спостерігає особливість магнітних полів, яка називається поляризацією, що вказує на напрямок магнітного поля. Поляризація струменя, викинутого з Markarian 421, показує, що частина струменя, де частинки прискорюються, також має магнітне поле зі скрученою структурою.

Блазари простягаються крізь космос на мільйони світлових років, але механізми їхнього створення ще до кінця не зрозумілі. Однак, нові відкриття, пов'язані з Маркаріаном 421, можуть допомогти пролити світло на це космічне явище, сказала Лаура Ді Джезу, астрофізик Італійського космічного агентства та провідний автор дослідження.

Основна причина, чому струмені активної надмасивної чорної діри такі яскраві, полягає в тому, що частинки наближаються до швидкості світла, випромінюючи величезну енергію та діючи відповідно до спеціальної теорії відносності Ейнштейна. Струмені блейзерів також посилюються тим фактом, що їхня траєкторія до Землі підсилює довжину хвилі світла, збільшуючи як частоту, так і енергію. В результаті блазари можуть бути яскравішими за все світло від усіх зірок у галактиці разом узятих. Зараз IXPE використовує це світло, щоб визначити фізику в центрі струменя Маркаріана 421 та визначити джерело сяючого променя.

Аналіз даних IXPE показав, що поляризація променя знизилася до 0% під час першого та другого спостережень. Команда виявила, що обертове магнітне поле нагадувало штопор. Вимірювання електромагнітного випромінювання в оптичному, інфрачервоному та радіоформах не вплинули на стабільність чи структуру променя. Це означає, що ударні хвилі поширювалися вздовж скручених магнітних полів Маркаряна 421. Нові результати надають найчіткіші на сьогодні докази того, що скручені магнітні поля сприяють ударним хвилям, які прискорюють частинки в промені.

Команда планує продовжити дослідження Markarian 421, а також виявити інші блазари з подібними характеристиками, щоб зрозуміти механізм цього явища.

Ан Ханг (за даними Live Science )

Посилання на джерело