Ученые исследовали странную физику струй из сверхмассивных черных дыр
Супермассивные черные дыры, расположенные в центре большинства галактик, часто описываются как «звери» или «монстры». Но, несмотря на это, они почти невидимы. Чтобы их обнаружить, астрономам обычно приходится измерять скорость облаков газа, вращающихся вокруг этих регионов.
Но эти объекты иногда открывают свое присутствие благодаря созданию мощных струй, несущих столько энергии, что они способны затмить весь свет, излучаемый звездами галактики-хозяина. Эти «релятивистские струи» представляют собой два потока плазмы, движущихся в противоположных направлениях со скоростями, очень близкими к скорости света. Однако физика, управляющая этими космическими фонтанами, уже давно является загадкой.
То, что делает релятивистские струи исключительными, - это их впечатляющая стабильность: они выходят из сверхмассивной черной дыры и распространяются далеко за пределы своих галактик, сохраняя при этом форму много времени. Это соответствует длине, которая в миллиард раз превышает их первоначальный радиус - чтобы представить это в перспективе, представьте, что фонтан для воды выходит из трубы шланга шириной 1 см и остается неразрушенным 10 000 км.
Однако, когда струи распространяются на больших расстояниях от места их происхождения, они теряют свою согласованность и развивают протяженные структуры, которые часто напоминают плюмы или дольки. Это указывает на то, что струи подвергаются некоторой нестабильности, достаточно сильной, чтобы полностью изменить их внешний вид.
Компьютерные моделирования показывают, что релятивистские струи становятся неустойчивыми из-за центробежной неустойчивости, изначально влияющей только на их взаимодействие с галактическим газом. Однако, если они сократились из-за внешнего давления, эта нестабильность распространяется по всей струе. Нестабильность настолько катастрофична, что струя не выживает после этого момента и уступает место турбулентному плюму.
Благодаря исследованиям, ученые надеются лучше понять впечатляющую стабильность астрофизических струй. Это также может помочь объяснить загадочные два класса струй, обнаруженных Фанаровым и Райли. Ученые собираются и дальше изучать динамику черных дыр для лучшего понимания процессов, происходящих непосредственно в близости с ними.
Но эти объекты иногда открывают свое присутствие благодаря созданию мощных струй, несущих столько энергии, что они способны затмить весь свет, излучаемый звездами галактики-хозяина. Эти «релятивистские струи» представляют собой два потока плазмы, движущихся в противоположных направлениях со скоростями, очень близкими к скорости света. Однако физика, управляющая этими космическими фонтанами, уже давно является загадкой.
То, что делает релятивистские струи исключительными, - это их впечатляющая стабильность: они выходят из сверхмассивной черной дыры и распространяются далеко за пределы своих галактик, сохраняя при этом форму много времени. Это соответствует длине, которая в миллиард раз превышает их первоначальный радиус - чтобы представить это в перспективе, представьте, что фонтан для воды выходит из трубы шланга шириной 1 см и остается неразрушенным 10 000 км.
Однако, когда струи распространяются на больших расстояниях от места их происхождения, они теряют свою согласованность и развивают протяженные структуры, которые часто напоминают плюмы или дольки. Это указывает на то, что струи подвергаются некоторой нестабильности, достаточно сильной, чтобы полностью изменить их внешний вид.
Компьютерные моделирования показывают, что релятивистские струи становятся неустойчивыми из-за центробежной неустойчивости, изначально влияющей только на их взаимодействие с галактическим газом. Однако, если они сократились из-за внешнего давления, эта нестабильность распространяется по всей струе. Нестабильность настолько катастрофична, что струя не выживает после этого момента и уступает место турбулентному плюму.
Благодаря исследованиям, ученые надеются лучше понять впечатляющую стабильность астрофизических струй. Это также может помочь объяснить загадочные два класса струй, обнаруженных Фанаровым и Райли. Ученые собираются и дальше изучать динамику черных дыр для лучшего понимания процессов, происходящих непосредственно в близости с ними.
