Астрономы измерили мощность джетов черной дыры, «танцующих» под действием ветров сверхмассивной звезды

Ученые установили, что мощность джетов в Cygnus X-1 (Лебедь X-1) — двойной системе, состоящей из первой подтвержденной черной дыры и сверхгигантской звезды — равна мощности 10 тысяч Солнц.

Об этом сообщают в Оксфордском университете, передают OstanniPodii.com.

Для проведения измерений исследователи использовали сеть соединенных между собой радиотелескопов, расположенных на большом расстоянии друг от друга, чтобы наблюдать за джетами черной дыры, которые подвергаются воздействию ветров звезды во время движения черной дыры по орбите — подобно тому, как сильные ветры на Земле могут разгонять струи воды в фонтане.

Зная силу ветра и измерив, насколько джеты были искривлены, исследователи впервые смогли определить мгновенную мощность джетов: сколько энергии они несут в любой момент времени.

Кроме того, им удалось определить скорость джетов черной дыры — примерно половину скорости света, или 150 000 км в секунду — еще одно измерение, которое десятилетиями бросало вызов ученым.

Исследование проводилось под руководством Института радиоастрономии Кертина (CIRA) и отделения Международного центра исследований в области радиоастрономии (ICRAR) при Университете Кертина в сотрудничестве с Оксфордским университетом.

Исследователи смогли провести измерения, используя последовательность изображений «танцующих джетов» — термин, используемый для описания схемы движения джетов, когда они неоднократно отклонялись в разных направлениях под действием мощных ветров сверхгигантской звезды, по мере того как звезда и черная дыра двигались по своим орбитам.

Измерения позволили ученым понять, какая доля энергии, высвобождаемой падающим в черные дыры материалом, может попадать в окружающую среду через их джеты, тем самым воздействуя на эту среду.

«Ключевым выводом этого исследования является то, что около 10 процентов энергии, высвобождаемой при падении вещества в черную дыру, уносится джетами. Это то, что ученые обычно предполагают в крупномасштабных моделях Вселенной, но до сих пор было трудно подтвердить наблюдениями», — сказал главный автор исследования, доктор Стив Прабу (кафедра физики Оксфордского университета, ранее работал в CIRA).

Для исследования команда использовала данные двух основных сетей радиотелескопов: Антенный массив очень большой базы (VLBA) в США и Европейскую сеть VLBI (EVN), которые вместе действуют как единый прибор размером с континент, что позволило исследователям получить изображение джета черной дыры с чрезвычайно высоким разрешением. Переосмыслив и проанализировав архивные данные за 18 лет, они смогли отследить, как изогнутая форма джета меняется со временем.

«Каждое наблюдение обычно длилось от 6 до 12 часов, что давало нам подробные снимки системы в разных точках ее орбиты», — добавил д-р Прабу. «Объединив все эти наблюдения, мы смогли составить картину «танцевального» движения джета и измерить его свойства таким образом, который ранее был невозможен. Так мы обнаружили, что звездный ветер от звезды-компаньона достаточно силен, чтобы искривить джет, и это дало нам уникальную возможность непосредственно измерить мощность джета».

В центрах галактик сверхмассивные черные дыры выбрасывают джеты, которые излучают энергию, плазму и магнитные поля в окружающее пространство. Этот процесс, известный как «обратная связь», играет решающую роль в регулировании роста и эволюции галактик. В масштабных моделированиях Вселенной ученым ранее приходилось предполагать, насколько эффективно черные дыры преобразуют поступающую к ним энергию в джеты, часто используя значение около 10%. Этот новый результат предоставляет первое непосредственное наблюдение этой эффективности и подтверждает, что общепринятое значение является реалистичным.

«Благодаря проектам радиотелескопов, таким как обсерватория Square Kilometre Array, которая сейчас строится в Западной Австралии и Южной Африке, мы надеемся обнаружить джеты из черных дыр в миллионах удаленных галактик, и ориентир, предоставленный этим новым измерением, поможет откалибровать их общую выходную мощность», — сказал соавтор, профессор Джеймс Миллер-Джонс (CIRA и отделение ICRAR в Кертине).

Среди других партнерских учреждений — Барселонский университет, Университет Висконсин-Мэдисон, Университет Летбриджа и Институт космических наук.

Статья «Джет, искривленный звездным ветром в рентгеновской двойной системе с черной дырой Cygnus X-1» была опубликована в журнале Nature Astronomy 16 апреля 2026 года.

• Черные дыры