Астрономия

От многих черных дыр и молодых массивных звезд идут огромные потоки вещества под названием релятивистские струи. Они порой протягиваются на тысячи световых лет, и ученые давно пытаются разобраться, что поддерживает их четкую структуру на таких расстояниях. Недавно астрономы рассмотрели звезду, которая только формируется и при этом испускает такие же плазменные струи, какие исходят от черных дыр. В итоге ученые пришли к выводу, что конструкция этих потоков держится на каркасе магнитных полей.

Когда рядом с черной дырой скапливается особенно много вещества, она начинает притягивать и вбирать его с такой силой, что оказывается физически не в состоянии «съесть» все сразу, и часть вещества разлетается от нее прочь в две противоположные стороны от обоих полюсов. Возникают эффектные плазменные потоки, которые получили название релятивистских струй.

Один из самых ярких примеров — струя, бьющая в нашу сторону из центра галактики М87, где скрывается черная дыра массой в несколько миллиардов Солнц. Поток с противоположной стороны, конечно, тоже есть, просто его плохо видно. Зато, к примеру, галактика Центавр А расположена по отношению к нам так удачно, что прекрасно прослеживаются обе струи.

Так «фонтанировать» могут не только черные дыры, но и очень молодые, на самом деле еще рождающиеся звезды — так называемые протозвезды. Происходит это с ними в целом по той же самой причине — вокруг них вращается диск притягиваемого вещества, и его там столько, что часть, опять же, разлетается от полюсов звезды.

Но астрофизики давно поняли, что это не чисто механический процесс: с какой бы силой плазма ни вылетала, она должна быстро рассеиваться в космической пустоте, и тем не менее что-то удерживает ее в очень сконцентрированном виде на больших расстояниях.

Как это работает, попытались объяснить астрофизики из Мексики, Аргентины, Испании и Индии в своей недавней статье для журнала The Astrophysical Journal Letters. Они пришли к выводу, что частицы в релятивистских струях движутся вдоль спиральных силовых линий магнитного поля. По словам исследователей, самое убедительное доказательство этого наблюдают в потоке, или, как его еще называют, джете, сверхмассивной черной дыры в галактике М87. Но ученым важно было понять, действует ли точно такой же механизм в струях, идущих от протозвезд.

Это оказалось очень трудно, потому что от их джетов в основном исходит тепловое излучение, то есть свечение от нагрева, а для отслеживания магнитного поля в них нужно излучение, возникающее по другим причинам. Благодаря высокочувствительной технике все же удалось выбрать подходящую цель: протозвезду в объекте IRAS 18162-2048, расположенную примерно в пяти с половиной тысячах световых лет от нас в направлении созвездия Стрельца.

От нее, как нетрудно догадаться, тоже исходят плазменные струи, и удалось установить, что они вращаются: вещество в них движется по закручивающимся спиралям. По мнению астрофизиков, эти спирали и есть силовые линии магнитных полей внутри потока, которые закручиваются по мере вращения диска окружающего звезду вещества.

Ученые предполагают, что это универсальный принцип возникновения любых плазменных джетов вне зависимости от массы и энергии их источника. Споры об истинной природе релятивистских струй идут уже не первое десятилетие, поэтому весьма вероятно, что и новая работа встретит возражения сторонников альтернативных гипотез.