Хотя мы до сих пор не знаем точно, что находится внутри черной дыры, недавно астрономам удалось взглянуть на нее близко, как никогда. Это зрелище подтвердило теории ученых о том, как эти гигантские космические омуты изрыгают потоки частиц, несущихся на скорости, близкой к скорости света.

Художественный образ блазара BL Ящерицы, извергающего страи заряженных частиц, ускоренных спиралевидными линиями магнитных полей. Marscher et al., Wolfgang Steffen, Cosmovision, NRAO/AUI/NSF

Еще с момента первых наблюдений за этими мощнейшими выбросами, которые являются одними из самых ярких объектов из всех, что мы наблюдаем во вселенной, астрономы гадали, что за сила стоит за такими огромными скоростями. Основная гипотеза состояла в том, что гигантская масса черной дыры искажает пространство и время вокруг нее, изгибая линии магнитных полей в спираль, выбрасывающую материал наружу.

Недавно же исследователи наблюдали струю во время мощного выброса и обнаружили доказательства тому, что поток частиц закручивается штопором на пути из черной дыры — как и предсказывала основная гипотеза.

«Мы получили не имеющий аналогов обзор внутренней части этих струй и приобрели сведения, очень важные для понимания того, как работают эти колоссальные ускорители частиц», — сказал астроном Бостонского университета Алан Маршер (Alan Marscher), возглавляющий группу исследователей. Подробности изысканий содержатся номере журнала Nature за 24 апреля.

Группа изучала галактику под названием BL Ящерицы (BL Lac), находящуюся примерно в 950 миллионах световых лет от Земли, с центральной черной дырой массой в 200 миллионов раз превосходящей наше Солнце. Поскольку струи, выходящие из сверхтяжелой черной дыры, указывают почти прямо на нас, она называется блазаром (квазаром же, как правило, считают то же, что и блазар, за исключением того, что его струи направлены от нас).

Новые наблюдения, полученные с радиотелескопа VLBA Национального научного фонда США, а также с рентгеновского телескопа Rossi X-ray Timing Explorer NASA и ряда оптических телескопов, показывают, что материал движется наружу по спиральному каналу, как и ожидали ученые.

Эти данные подтверждают предположение, что реактивные выбросы имеют своей причиной искривленные линии магнитных полей. Материал в центре галактики — например, соседние звезды и газ — затягивается подавляющей гравитацией черной дыры и формирует  диск, обращающийся вокруг ядра (инерция материала заставляет его вращаться по спирали, а не падать прямо в черную дыру). Искаженные линии магнитного поля, по всей видимости, вытягивают заряженные частицы из диска и выбрасывают их наружу со скоростью, близкой к скорости света.

Астрономы нашли доказательства и другому предсказанному гипотетически явлению — вспышке, которая возникает, когда материал, извергающийся струями, вызывает ударную волну за пределами ядра черной дыры.

«Именно это мы и наблюдали», — подтвердил Маршер.