NGC 3862: ударные волны в струе материала визуального диапазона

NASA

28 мая 2015 года

Доведется вам вдруг проталкиваться через межгалактическое пространство со скоростью в 98% от скорости света, не забудьте прихватить водительскую страховку! 

Астрономы открыли столкновение двух плотных комков материи, выброшенных черной дырой. Открытие сделано при монтаже таймлапс фильма о том, что происходит внутри галактики NGC 3862 на расстоянии в 260 млн световых лет от нас.

Открытие дает новую информацию о скоростных джетах (реактивных струях материи), которые накачиваются энергией черной дыры до такой степени, что, как кажется, движутся в пространстве со скоростями, превышающими скорость света в несколько раз. Это "сверхсветовое движение" - не более чем оптическая иллюзия, когда вектора околосветовых скоростей струй, находятся очень близко к линии нашего зрения.

Такие внегалактические джеты еще остаются загадкой. Считается, что они уводят от активного ядра галактики в пространство плазму высоких энергий в виде компактного пучка. Новое исследование показывает, что при столкновениях ускоряемых внутри этого пучка частиц создает ударные волны, подсвечивая области сталкивающегося материала.

Видео было собрано из результатов наблюдений эллиптической галактики NGC 3862 на космическом телескопе Хаббл за 20 лет. NGC 3862 - шестая по яркости эллиптическая галактика, одна из немногих, где джеты видны в визуальном диапазоне. Эти джеты были открыты Хабблом в 1992 году. Галактика NGC 3862 принадлежит большому скоплению Абель 1367 в созвездии Льва.

Джет NGC 3862 представляет собой структуру в виде струны с жемчугом - светящимся материалом, собранным в комки. Используя острое зрение и долговременную оптическую стабильность Хаббла, Элен Мейер (Eileen Meyer) из Института Космического Телескопа (Балтимор, Мэриленд), собрала видео из архивных данных с целью лучше понять движения в джетах. Мейер удивилась, когда увидела, что один из комков движется со видимой скоростью в 7 раз выше скорости света.

Ударная волна от его столкновения с другим комком вызвала сильное усиление яркости всего результирующего пузыря.

"Такого мы никогда еще не видели" - говорит Мейер. Комки продолжают объединяться, и их яркость будет еще расти в течение следующих десятилетий. "И это дает редкую возможность изучить, как энергия столкновения рассеивается в излучение."

Струи материала, который выбрасывают гравитационно компактные объекты - довольно редкое зрелище. Но еще более редким зрелищем являются подобные джеты в визуальном диапазоне, на таком расстоянии, в тысячи световых лет от их источника. Кроме черных дыр, компактные джеты в виде комковатых пучков выбрасывают еще и рождающиеся звезды. Есть теория, объясняющая, что часть материала, который падает на центральный объект, сильно нагревается и выбрасывается в пространство вдоль оси вращения этого объекта. Могучие магнитные поля собирают материал в узкий пучок. Если приток материала неравномерный, то выбрасываются пузыри материи, и вся струя ведет себя наподобие струны с пушечными ядрами, а не как однородный поток.

Каким бы ни был этот механизм, комок материи продирается сквозь межгалактическое пространство, и здесь он может следовать по пути, проложенному до него другими комками, догоняя их, сталкиваясь с ними и создавая ударные волны.

Кроме самого столкновения, которое еще будет развиваться следующие десятилетия, открытие маркирует всего лишь второй известный нам случай движения со сверхсветовой скоростью на расстоянии в тысячи световых лет от черной дыры, выбросившей материал. Это показывает, что джеты по-прежнему еще движутся со скоростью очень, очень близкой к скорости света даже на расстояниях, сравнимых с размером всей галактики. Наблюдения могут дать ценную информацию о том, как ведут себя эти струи внутри и снаружи галактики, чтобы понять, как же галактики эволюционируют с эволюцией всей Вселенной.

Мейер сейчас занята подготовкой еще двух роликов на основе снимков Хаббла, которые покажут два джета в близкой к нам Вселенной, чтобы изучать аналогичные движения с большой скоростью. Она отмечает, что подобные наблюдения стали возможными только благодаря долгой жизни и стабильной работе Хаббла, который смог давать данные о таких явлениях на протяжении 20 лет.

Внегалактические джеты хорошо известны астрономам по данным рентгеновских и радионаблюдений, но в визуальном диапазоне это - большая, и совсем еще непонятная ученым редкость.

Результаты Мейер вышли 28 мая в журнале Nature.