Черная дыра извергает потоки вещества со сверхсветовой скоростью

В 2019 году благодаря телескопу Event Horizon было получено изображение M87 – первая в мире фотография черной дыры, которая сделала ее невероятно знаменитой. Эта дыра расположена в центре одноименной галактики, 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, испускает в космос потоки раскаленного «полупереваренного» звездного вещества, протяженность которых составляет 5000 световых лет. Именно они и представляют тот самый светящийся ореол, что окружает черную дыру на фото.

Знаменитая фотография черной дыры в галактике M87

Астрономы утверждают, что многолетние наблюдения сходятся в одном: вещество извергается из черной дыры со скоростью, значительно превышающей скорость света. Результаты последнего исследования представлены в работе, опубликованной в Astrophysical Journal.

Почему это происходит и как такое вообще возможно? Как известно, 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, хоть извергаемая субстанция и принимает форму вытянутого луча, она непохожа на равномерный поток – это скорее комковатые, неоднородные сгустки.

Поток вещества, снятый на телескоп "Хаббл"NASA/The Hubble Heritage Team/STScI/AURA

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 уникальный пример сверхсветового движения». Это явление зависит от скорости объекта и траектории его движения в прямой видимости нашего глаза. Когда объект движется со скоростью, близкой к скорости света, возникает иллюзия того, что это происходит на нереалистично высоких скоростях. Все потому, что на самом деле вещество перемещается почти так же быстро, как и испускаемый им свет.

Ничего не поняли? Не волнуйтесь, для астрономов это тоже большая загадка. Более того: мы впервые наблюдаем подобное явление в рентгеновском свете, а потому не можем быть уверены, что на сверхсветовой скорости движется именно вещество, а не, скажем, световые импульсы. Кстати, скорость движения самого быстрого потока превысила скорость света в целых 6,3 раза – есть над чем поломать голову!