Почему луч из черной дыры кажется в 20 раз быстрее света
Одна из фундаментальных особенностей нашей вселенной заключается в том, что ничто внутри нее не может двигаться быстрее скорости света. Поэтому струя, выбрасываемая сверхмассивной черной дырой в далекой галактике, которая, кажется, движется со скоростью в 20 раз превышающей скорость света, привлекла внимание ученых.
«Понимание того, как формируются эти джеты, является одним из главных квестов современной астрофизики», — говорят авторы исследования, проходящего под руководством астрофизика Джае-Янга Кима из Института радиоастрономии им. Макса Планка.
Струя извергается из галактики 3C 279, расположенной в пяти миллиардах световых лет от Земли. Даже на таком огромном расстоянии 3C 279 сияет как космический маяк — блазар в центре галактики является одним из самых ярких объектов во вселенной.
В центре 3C 279 находится сверхмассивная черная дыра, которая примерно в миллиард раз массивнее Солнца. Когда материя падает в дыру, она разогревается до невероятных температур, что вызывает выброс энергии из полюсов блазара.
3C 279 настолько ярок, что астрономы могли наблюдать его еще в далеких 1970-х годах. Но в распоряжении команды Кима, состоящей из сотен соавторов, есть сверхчувствительная обсерватория нового типа — Телескоп горизонта событий (EHT).
EHT известен, прежде всего, тем, что сделал первый снимок черной дыры почти ровно год назад. Телескоп представляет собой несколько радиомассивов, которые объединены в одну сверхчувствительную обсерваторию размером с саму Землю. Эти колоссальные размеры позволяют EHT «видеть» удаленные объекты в деталях.
Команда Кима наблюдала 3C 279 с помощью EHT с чрезвычайно высоким разрешением 20 микросекунд, которое позволило бы, например, видеть апельсин на Луне. В результате наблюдений были получены «новые и более подробные карты центральной области галактики 3C 279», включая «мельчайшие детали» основания одной из струй блазара.
Эти наблюдения показали нечто не просто странное, а невозможное: струя из черной дыры, судя по всему, движется быстрее скорости света. Оказывается, это связано с мегамасштабной оптической иллюзией в космосе.
На самом деле блазарная струя выстреливает в пространство на скорости 99,5% скорости света. Однако, поскольку струя направлена на Землю, кажется, что движется она в 15-20 раз быстрее скорости света.
Эта необычайная оптическая иллюзия возникает из-за того, что материя летит в нашу сторону, наступая на пятки тому самому свету, который излучает, что и создает впечатление невероятной скорости.
