Ученые впервые наблюдали движение плазмы в джете черной дыры, почти как в кинематографе. Результат оказался неожиданным.
Астрономы добились того, чего не хватало в наблюдениях черных дыр, — не отдельных радиокадров, а практически непрерывного видео движения материи в огромной струе. Это заставило ученых усомниться в одном из традиционных объяснений поведения блазаров.
Речь идет о блазаре 3C 345 — активном ядре далекой галактики, связанной с сверхмассивной черной дырой. Исследователи создали алгоритм KINE, который, используя нейросетевые методы, объединяет разрозненные радионаблюдения и восстанавливает из них динамическую картину происходящего. Исследование было опубликовано в журнале Nature.
116 снимков превратили в космическое кино
Обычные радионаблюдения с использованием сверхдлинной базовой интерферометрии (VLBI) позволяют рассматривать джеты черных дыр с высокой четкостью, однако существует проблема: каждый такой снимок фактически является отдельным кадром. Сравнивая кадры, астрономы могли отслеживать яркие структуры, но не видели непрерывного движения плазмы.
Команда исследователей загрузила в KINE 116 наблюдений блазара 3C 345, полученных в рамках программы мониторинга MOJAVE. Алгоритм одновременно обрабатывал данные разных лет и учитывал пространственные и временные связи между ними.
В результате получилось нечто вроде космического видео, охватывающее 27 лет наблюдений. При этом разрешение реконструкции оказалось примерно в четыре раза выше обычного предела, а общий контраст изображения — в 140 раз выше, чем у традиционных методов.
Однако главное изменение произошло не с изображением, а с его интерпретацией.
Ударные волны оказались не такими уж ударными
До сих пор яркие узлы, перемещающиеся в джете 3C 345, рассматривались как ударные волны. Считалось, что возмущение распространяется по струе и сжимает плазму, создавая особенно яркие участки. Новая реконструкция предоставила ученым возможность впервые оценить локальную скорость плазмы, а не просто следить за отдельными яркими точками.
И тут возникла проблема: скорость этих ярких структур оказалась примерно такой же, как и скорость окружающего потока. То есть привычная картина с ударной волной, которая должна двигаться иначе относительно самой струи, стала выглядеть гораздо менее убедительно.
Дополнительные трудности для старой теории создали данные о поляризации. Яркие узлы не совпадали с областями, где ожидались бы наиболее сильные ударные воздействия.
