Необычное явление: черные дыры порождают потоки вещества, чья видимая скорость превышает скорость света
В 2019 году благодаря телескопу Event Horizon была получена первая в мире «фотография» черной дыры. Эта дыра расположена в центре галактики M87, также известной как NGC 4486. Сверхгигантская эллиптическая галактика отстоит от Земли примерно на 53 миллиона световых лет, а ее протяженность составляет порядка 240 000 световых лет – то есть она чуть больше Млечного Пути.
Что выделяет M87 – так это фантастическое количество звездных скоплений: 12 000 против жалких 200 в нашей родной галактике. Сама же черная дыра представляет собой отдельный феномен: она примерно в 6,5 миллиардов раз массивнее Солнца, и, кроме того, порождает потоки раскаленного звездного вещества, протяженность которых составляет 5000 световых лет.
Астрономы утверждают, что многолетние наблюдения сходятся в одном: вещество удаляется от черной дыры со скоростью, которая выглядит с Земли, как превышающая скорость света. Результаты исследования представлены в работе, опубликованной в Astrophysical Journal.
Почему возникает такой эффект? Из-за колоссальной гравитации черная дыра притягивает к себе любую материю, которая попадает в ее поле. По мере приближения к горизонту событий это вещество ускоряется, что, вкупе с трением частиц друг о друга, формирует так называемый аккреционный диск. Однако не все вещество попадет внутрь черной дыры: на самом деле, там окажется лишь небольшая его часть, а все остальное отправится обратно в космос на огромной скорости. Однако, выбрасываемое вещество принимает форму вытянутого луча, она непохожа на равномерный поток – это скорее комковатые, неоднородные сгустки.
Но погодите: нас же со школы учили, что во Вселенной нет объектов, способных двигаться быстрее скорости света, разве не так? По словам Брэда Сниоса, одного из соавторов исследования, ученые «не сломали физику, но нашли во Вселенной пример "сверхсветового движения"». Это явление возникает, когда скорость объекта близка с световой, а траектория его движения направлена почти точно на наблюдателя. В этом случае возникает иллюзия того, что это происходит на нереалистично высоких скоростях.
Астрономы впервые наблюдали подобное явление в рентгеновском свете. Кстати, видимая скорость движения самого быстрого потока превысила скорость света в целых 6,3 раза.