Надмасивні чорні діри в центрі галактики іноді запускають радіоджети, швидкі потоки плазми, які випромінюють потужні радіосигнали. Однак багато про ці радіохвилі залишається незрозумілим: як вони виробляються, особливо їх джерело енергії та механізм завантаження плазми.
Сусідню чорну діру в центрі масивної еліптичної галактики M87 нещодавно показали на радіозображеннях Event Horizon Telescope Collaboration. Спостереження надали докази на користь ідеї про те, що обертання чорної діри керує радіоджетами, але мало прояснили механізм завантаження плазми.
Дослідницька група під керівництвом Університет Тохоку астрофізики запропонували багатообіцяючий сценарій, який пояснює механізм завантаження плазми в радіоструми.
Згідно з останніми відкриттями, чорні діри неймовірно намагнічені, оскільки магнітні поля переносяться в них намагніченою плазмою галактик. The плазма, що оточує чорну діру потім надається енергія, коли сусідня магнітна енергія короткочасно втрачає свою енергію через магнітне повторне з’єднання.
Сонячні спалахи отримують енергію від цього магнітне перез'єднання. Плазма сонячних спалахів випускає ультрафіолетове та рентгенівське випромінювання. Навпаки, магнітне перез’єднання навколо чорної діри може викликати гамма-випромінювання оскільки вивільнена енергія на частинку плазми набагато вища, ніж у сонячного спалаху.
Згідно з поточним сценарієм, випромінювані гамма-промені взаємодіють один з одним і генерують багато електрон-позитронних пар, які потім завантажуються в радіоджети.
Відповідно до запропонованого вченими сценарію, випромінювані гамма-промені взаємодіють один з одним і генерують багато електрон-позитронних пар, які потім завантажуються в радіоструменя.
Це пояснює значну концентрацію плазми в радіоджетах, що узгоджується з даними M87. У сценарії також зазначено, що різні чорні діри мають різну інтенсивність радіосигналу. Sgr A*, надмасивна чорна діра в нашому Чумацький шлях, наприклад, має радіоструми навколо нього, але вони надто слабкі й не виявляються нинішнім радіообладнанням.
Також сценарій передбачає короткочасне рентгенівське випромінювання при завантаженні плазми в радіоструменя. Ці рентгенівські сигнали пропускають поточні рентгенівські детектори, але спостерігаються запланованими рентгенівськими детекторами.
Шигео Кімура, провідний автор дослідження, сказав, «Згідно з цим сценарієм, майбутня рентгенівська астрономія зможе розгадати механізм завантаження плазми в радіоджети, давній таємниця чорних дір».
Довідка з журналу:
- Шигео С. Кімура, Кендзі Тома та ін. Магнітне перез’єднання в магнітосферах чорної діри: завантаження лептонів у джети, надсвітлові радіокраплі та багатохвильові спалахи. Листи астрофізичних журналів. DOI: 10.3847/2041-8213/ac8d5a
