Релятивистские струи: как черные дыры создают самые мощные выбросы во Вселенной
Почему черные дыры не только поглощают, но и выбрасывают материю с невероятной скоростью. Простыми словами о релятивистских струях.
- Время чтения 3 мин.
Релятивистские струи: мощные выбросы
Представьте себе пылесос, который не только засасывает пыль, но еще и выбрасывает её обратно — со скоростью, близкой к световой. Именно так ведут себя черные дыры. Хотя мы привыкли думать, что они только поглощают всё вокруг, на деле — они еще и выбрасывают. И делают это с такой силой, что видно на миллиарды световых лет.
Что такое релятивистские струи
Релятивистская струя — это узкий поток вещества, который выбрасывается из центра галактики или из окрестностей черной дыры со скоростью, близкой к скорости света. По-научному такие потоки еще называют джетами (от англ. jet — струя). Но откуда вообще берётся этот “космический фонтан”, если черная дыра всё должна поглощать?
Дыра — не пылесос
Сами по себе черные дыры действительно ничего не выпускают наружу. Но перед тем как вещество попадет в саму дыру, оно долго вращается вокруг нее в так называемом аккреционном диске. Это горячее облако газа, пыли, звездных обломков, которое разгоняется до диких скоростей. В центре диска — экстремальные условия: сильнейшее давление, жара и магнитные поля.
И вот тут начинается магия физики. Под действием этих магнитных полей и вращения части вещества не падают в черную дыру, а выстреливаются наружу — строго вдоль оси вращения. Получается узкий, плотный и очень быстрый поток. Вот он и есть — релятивистская струя.
Насколько это быстро
“Релятивистская” — значит, движется со скоростью, сравнимой со скоростью света. Не буквально 300 000 км/с, но где-то 90–99,9% от этого значения. Для сравнения: если бы вы так летели до Луны, то добрались бы за 1,3 секунды. А теперь представьте: такой поток может быть длиной в тысячи, а иногда и миллионы световых лет. Это значит, что черная дыра, размером всего с город, “рисует” светящиеся линии во всей галактике. Иногда — даже за её пределами.
Для чего это нужно Вселенной?
Струи — это способ Вселенной уравновешивать хаос. Они могут “продувать” галактики, мешая новым звездам формироваться слишком быстро. Или наоборот — сжимать облака газа, способствуя рождению новых светил. В любом случае, джеты — важный элемент космической экосистемы. Их даже используют астрономы как указатели: по направлению и длине струй можно понять, где именно находится черная дыра, как она себя чувствует и насколько активно “питается”.
Джет — это красиво
На фотографиях с радиотелескопов джеты выглядят как яркие лучи, выстреливающие из крошечной точки. Они видны даже тогда, когда сама черная дыра скрыта. Один из самых известных примеров — галактика M87, из центра которой вырывается гигантский джет. Именно в ней впервые удалось сфотографировать “тень” черной дыры. А вы знали, что когда в 2019 году весь мир обсуждал первое “фото” черной дыры, релятивистская струя там тоже была? Просто о ней почти не говорили.
А как это связано с нами?
Иногда такие струи направлены прямо на Землю. Не бойтесь — они слишком далеко, чтобы навредить. Но если джет “светит” на нас, мы видим его как квазар — сверхяркий объект в небе. И это круто: квазар — это по сути черная дыра, заглянувшая к нам сквозь миллиарды лет. Бонус: по направлению этих струй астрономы ищут молодые активные галактики. Они как маяки в океане — указывают, где кипит космическая жизнь.
Итог
Черные дыры умеют не только поглощать, но и извергать. Релятивистские струи — это эффектные, мощные и важные выбросы, которые помогают Вселенной дышать. Их энергия — колоссальна, их красота — гипнотическая. А теперь представьте: вся эта энергия исходит от точки, которую вы бы даже не заметили на фоне обычной звезды. В космосе, как и в жизни, не всё то черное, что затягивает. Иногда — оно еще и светится.