Космическая катапульта. В Галактике найден объект, который целится в Землю

В 12 тысячах световых лет от нашей планеты, за завесой космической пыли, скрывался объект, который астрономы искали тридцать лет. Микроблазар IRAS 18293−0941 — двойная система, где чёрная дыра выбрасывает раскалённый ионизированный газ, и он почти со скоростью света летит в сторону Земли. А противоположный по направлению невидимый пучок сталкивается с облаком газа и может быть источником самых энергичных частиц, когда-либо обнаруженных учёными.

Согласитесь, звучит как начало апокалиптического фильма. Но для науки такая находка в глубинах космоса — настоящий подарок.

Чёрная дыра в роли «мотора»

Блазары — это активные ядра далёких галактик, в центре которых сверхмассивные чёрные дыры выбрасывают струи частиц. Когда такая струя случайно направлена на нас, объект кажется ярче, чем есть на самом деле.

Тут въедливый читатель скажет: «Позвольте, как чёрная дыра может что-то выбрасывать? Ведь это такая область, откуда ничто не может вырваться, даже свет!»

Сравнение астрономических изображений IRAS 18293-0941 (слева) и художественного изображения (справа). Фото: Б. Маркоте (JIVE/ASTRON)

Отличный вопрос. В самом деле, всё, что переходит так называемый горизонт событий, остаётся внутри чёрной дыры навсегда. И вылететь из неё уже не может. Но когда вещество падает на чёрную дыру, оно не устремляется сразу внутрь. Из-за вращения оно образует аккреционный диск — раскалённую «воронку» из плазмы, которая крутится вокруг дыры.

В этом диске частицы сталкиваются, трутся, разогреваются до миллионов градусов. Часть вещества действительно уходит за горизонт событий и исчезает. Но другая часть (из-за мощнейших магнитных полей) выбрасывается вдоль оси вращения дыры — вверх и вниз от диска. Такие выбросы в виде струй астрономы называют джетами.

Чёрная дыра в данном случае выступает не источником джета, а его «мотором». Она заставляет диск вращаться, а вращение диска усиливает магнитные поля. И уже эти поля разгоняют газ до околосветовых скоростей. То есть действуют как гигантская катапульта.

Что нашли?

Ученые давно предполагали, что подобное может происходить не только с блазарами, где чёрная дыра весит от миллиона до миллиардов масс нашего Солнца (такое даже представить страшно), но и в гораздо меньшем масштабе. Скажем, там, где чёрные дыры имеют массу, сравнимую с массой Солнца.

Такие объекты назвали микроблазарами. Теоретически их предсказали ещё в 1990-х, но найти не могли. И вот в объективе радиотелескопов оказался IRAS 18293−0941.

Этот объект — двойная система. Она состоит из чёрной дыры массой около десяти Солнц и горячей массивной звезды. Они обращаются друг вокруг друга, при этом чёрная дыра перетягивает на себя вещество звезды: часть поглощает, а остальное выбрасывает двумя узкими джетами со скоростью около 225 тысяч километров в секунду.

И одна из этих струй смотрит почти прямо на Землю. Именно из-за этого система так долго пряталась от взора астрономов: она видна только в радиодиапазоне, а оптические телескопы её не замечают. «Она скрыта таким количеством пыли, что остаётся практически неразличимой на обычных оптических снимках», — отмечает Хосеп Марти, ведущий автор исследования из Университета Хаэна в Испании.

Фото: freepik.com

Опасно ли это?

На самом деле опасаться нам нечего. Расстояние в 12 тысяч световых лет слишком велико, чтобы струя могла повлиять на нашу планету. Ведь эта струя — поток частиц, который рассеивается в межзвёздной среде, а вовсе не «луч смерти» из фантастического блокбастера. Джет представляет собой узкий конус, который расширяется по мере удаления от чёрной дыры.

Есть и вторая струя, направленная в противоположную от Земли сторону. Она врезается в плотное молекулярное облако на расстоянии около 100 световых лет от системы (что куда ближе, чем до нас). В точке столкновения частицы разгоняются до энергий, которые в сотню раз превышают энергии Большого адронного коллайдера.

Как шутят учёные, это делает открытый ими микроблазар одним из самых мощных природных ускорителей частиц в Галактике.

Открытие подтверждает теорию, которой уже больше трёх десятков лет. Но главное — теперь у астрофизиков есть масштабная модель для изучения блазаров. То, что в далёких галактиках занимает тысячи лет, здесь меняется за считанные дни.

«Это всё равно что смотреть космическое кино на перемотке», — приводит аналогию соавтор исследования Педро Луке-Эскамилья из Университета Хаэна.

Теперь учёные планируют дальнейшие наблюдения. Они считают, что микроблазары могут играть важную роль в эволюции галактик. Исследователи планируют углубиться в изучение эволюции этого джета. Также они хотели бы узнать больше о взаимодействии струи и того молекулярного облака, в которое она бьёт.

И, конечно, они надеются найти больше микроблазаров в нашей галактике.