Астрономы объясняют загадку джетов сверхмассивных черных дыр

Моделирование мощных струй, или джетов, формируемых сверхмассивными черными дырами, лежащими в центрах крупнейших галактик, объясняет, почему некоторые из этих джетов покидают родительскую галактику и становятся видимыми через всю Вселенной, в то время как другие джеты распадаются, так и не проникнув сквозь гало родительской галактики.

Примерно для десяти процентов галактик с активными ядрами, в центрах которых, предположительно, лежат сверхмассивные черные дыры, наблюдаются джеты из газа, направленные из ядра в противоположные стороны. Горячий ионизированный газ выталкивается со стороны центра вращающейся черной дыры её магнитным полем.

В новом теоретическом исследовании, проведенном коллективом ученых под руководством астрофизика Александра Чеховского из Калифорнийского университета в Беркли, США, показано при помощи компьютерного моделирования, что «судьбу» джета определяют нестабильности порождающего его магнитного поля. Если джет оказывается недостаточно мощным, чтобы пробить окружающий его газ, происходит сужение и ослабление джета с последующим его распадом. Когда это происходит, горячий ионизированный газ изливается вдоль линий магнитного поля внутрь галактики, в результате чего газ в галактике в целом нагревается.

Мощные джеты, однако, имеют большую ширину и способны проникать сквозь окружающий их газ в межгалактическую среду. Определяющими факторами являются мощность джета и скорость снижения плотности газа с расстоянием, обычно зависящие от массы и радиуса ядра галактики.

Эта модель, которая хорошо согласуется с наблюдениями, объясняет то, что известно как морфологическая дихотомия джетов Фанарева-Райли, впервые открытая Берни Фанаревым из Южной Африки и Джулией Райли, Соединенное Королевство, в 1974 г.

Источник