Астрономы подробно изучили струю, вырывающуюся из ядра галактики Мессье-87

На днях пристальное внимание астрономов привлекла относительно близкая галактика Мессье 87 (или M87), а точнее ее галактическое ядро (AGN), из которого вырывалась не изученное ранее излучение в виде струи. Новое исследование было описано в статье, опубликованной 31 июля на arXiv.org. Оно дает важную информацию о параметрах струи, что может улучшить понимание AGN в целом.

AGN представляют собой аккрецирующие сверхмассивные черные дыры, расположенные в центрах некоторых галактик и испускающие мощное высокоэнергетическое излучение по мере того, как они аккумулируют газ и пыль. Эти ядра могут образовывать струи, имеющие в основном цилиндрическую, коническую или параболическую форму, которые наблюдаются даже в масштабах мегапарсек.

M87 — сверхгигантская эллиптическая галактика, расположенная на расстоянии 53,5 миллионов световых лет от нас в скоплении Девы. Здесь размещается один из самых известных реактивных AGN, открытых на сегодняшний день. Струя M87 легко обнаруживается в различных физических масштабах, что позволило астрономам получить множество высококачественных изображений этого события. Это делает его уникальным источником для изучения физики струй при аккреции черных дыр.

Теперь трио астрономов из Университета Амстердама (Нидерланды) во главе с Маттео Луккини, провело еще одно исследование M87, направленное на изучение свойств струи этого AGN. Они проанализировали доступный набор данных, в основном с космических аппаратов NASA «Чандра» и «Ферми», чтобы обнародовать основные параметры объекта.

«В этой статье мы используем многозонную модель, разработанную в качестве параметризации общей релятивистской магнитной гидродинамики (GRMHD); впервые мы воспроизводим наблюдаемую форму струи и многоволновое спектральное распределение энергии (SED) одновременно. Мы нашли строгие ограничения на ключевые физические параметры струи, такие как местоположение ускорения частиц и кинетическая мощность «, — написали астрономы в статье.

Исследование показало, что место ускорения частиц происходит очень близко к черной дыре, гораздо ближе к центральному двигателю, чем расстояние ускорения. Примечательно, что изображения струи с очень высоким разрешением и очень длинной базовой линией (VLBI) показывают «защемление» истечения на этом расстоянии. Это, по мнению исследователей, позволяет предположить, что начальная инжекция ускорения частиц в струе может зависеть от этой области сжатия.

Кроме того, астрономы сопоставили динамику и форму струи своей модели с теми, которые были получены из прямой визуализации оттока через VLBI. Это позволило им обнаружить, что основной вклад в ограниченный поток гамма-излучения в ядре обусловлен обратным комптоновским рассеянием света звезды принимающей галактики, а не синхротронным самокомптоном (SSC).

Исследования показали, что в случае M87 излучающие лептоны необходимо ускорить до очень высоких факторов Лоренца, чтобы расширить спектр синхротрона до энергетического диапазона телескопа «Чандра». Исследование также показало, что распределение частиц в струе согласуется с тем, что является изотермическим, даже за пределами области диссипации.

Подводя итоги, астрономы подчеркнули важность своего исследования, отметив, что оно может иметь основополагающее значение для будущих исследований M87 и других сбрасываемых AGN.