Изучение механизма плазменной загрузки радиоструй, запускаемых из черных дыр

Сверхмассивные черные дыры в центре галактики иногда запускают радиоджеты — быстродвижущиеся потоки плазмы, излучающие сильные радиосигналы. Однако многое в этих радиоволнах остается неясным: как они производятся, особенно их источник энергии и механизм загрузки плазмы.

Соседняя черная дыра в центре массивной эллиптической галактики M87 недавно была показана на радиоизображениях коллаборацией Event Horizon Telescope Collaboration. Это наблюдение предоставило доказательства в пользу идеи о том, что вращение черной дыры приводит в движение радиоджеты, но мало что дало для выяснения механизма загрузки плазмы.

Исследовательская группа во главе с Университет Тохоку астрофизики предложили многообещающий сценарий, который проясняет механизм загрузки плазмы в радиоджеты.

Согласно недавним открытиям, черные дыры невероятно намагничены, потому что магнитные поля переносятся в них намагниченной плазмой галактик. плазма, окружающая черную дыру затем получает энергию, когда близлежащая магнитная энергия ненадолго теряет свою энергию из-за магнитного пересоединения.

Солнечные вспышки получают энергию от этого магнитное переподключение. Плазма солнечных вспышек испускает ультрафиолетовые и рентгеновские лучи. Напротив, магнитное пересоединение вокруг черной дыры может вызвать гамма-излучение поскольку выделяемая энергия на одну частицу плазмы значительно выше, чем при солнечной вспышке.

Согласно нынешнему сценарию, излучаемые гамма-лучи взаимодействуют друг с другом и генерируют множество электрон-позитронных пар, которые затем загружаются в радиоструи.

По сценарию, предложенному учеными, излучаемые гамма-лучи взаимодействуют друг с другом и порождают множество электрон-позитронных пар, которые затем загружаются в радиоструи.

Этим объясняется значительная концентрация плазмы в радиоджетах, что согласуется с данными М87. В сценарии также утверждается, что разные черные дыры имеют разную интенсивность радиосигнала. Sgr A*, сверхмассивная черная дыра в нашей Млечный ПутьНапример, вокруг него есть радиоджеты, но они слишком слабы и не обнаруживаются нынешним радиооборудованием.

Кроме того, сценарий предсказывает кратковременное рентгеновское излучение при загрузке плазмы в радиоструи. Эти рентгеновские сигналы пропускаются современными детекторами рентгеновского излучения, но их можно наблюдать с помощью запланированных детекторов рентгеновского излучения.

Сигэо Кимура, ведущий автор исследования, — сказал, «В соответствии с этим сценарием будущая рентгеновская астрономия сможет разгадать механизм загрузки плазмы в радиоджеты, давнюю проблему». тайна черных дыр".

Справочник журнала:

1. Сигео С. Кимура, Кенджи Тома и др. Магнитное пересоединение в магнитосферах черных дыр: лептонная загрузка в джеты, сверхсветовые радиосгустки и многоволновые вспышки. Астрофизические Журнальные Письма, DOI: 10.3847/2041-8213/ac8d5a