Обычно, чтобы сделать видеоролик в технике ускоренной съёмки, операторы оставляют включённую камеру на несколько часов или дней. Учёные, работающие с телескопом Hubble, потратили на съёмку короткого фрагмента видео 20 лет. В результате им удалось запечатлеть столкновение двух сгустков плазмы, выброшенных сверхмассивной чёрной дырой почти со скоростью света.
Природа таких космических "выстрелов", которые помимо чёрных дыр совершают недавно образовавшиеся звёзды, до сих пор остаётся неясной. По одной из версий материя, падающая на центральный объект, перегревается и выстреливает вдоль оси вращения, а мощные магнитные поля не дают ей разлетаться в разные стороны. При этом если поток падающего вещества не является однородным, вместо сплошной струи в пространство вырывается очередь из отдельных ядер (похожая на нить жемчуга).
Именно такое событие было замечено телескопом "Хаббл" в 1992 году вблизи гигантской чёрной дыры NGC 3862, расположенной в центре галактики в 260 миллионах световых лет от Земли. Уникальность явления состояла в том, что сгустки плазмы были различимы в видимом диапазоне света и могли наблюдаться оптическими приборами.
Спустя двадцать с лишним лет Эйлин Мейер (Eileen Meyer) из Института исследований космоса с помощью телескопа "Хаббл" (STScI), исследуя реактивное движение выбросов, сравнила несколько изображений из архива Hubble с новым снимком NGC 3862, полученным в 2014 году.
К своему удивлению, астроном обнаружила, что один из сгустков двигался быстрее и в результате догнал впереди идущий. На первый взгляд, ситуация выглядела абсурдной, потому что казалось, что гигантская капля материи движется со сверхсветовой скоростью. Но на самом деле "столкновение" являлось результатом оптической иллюзии, возникающей при наблюдении очень далёких и очень быстрых объектов.
Как бы то ни было, реальная скорость объекта, составляющая 98% от скорости света, всё равно поражает воображение. Итоговое ускоренное видео, составленное из нескольких кадров, снятых с 1994 по 2014 год, демонстрирует впечатляющее столкновение, сопровождающееся слиянием двух ядер в более яркий объект.
"Никто никогда не видел подобного при наблюдении внегалактических струй, — сообщает Мейер в пресс-релизе. — Продолжая слияние, эти сгустки будут становиться ярче в ближайшие десятилетия. Это даст очень редкую возможность увидеть, как кинетическая энергия столкновения рассеивается в излучении".
Наблюдения за выбросами, которые редко удаётся увидеть в видимом свете, будут продолжены астрономами на протяжении следующих десятилетий, пока будет развиваться процесс столкновения.
"У нас есть идеи о том, что может случиться по ходу столкновения, как изменится динамика струи, как поля и частицы будут реагировать, и как энергия будет рассеиваться в разных областях. Теперь, благодаря нашим исследованиям, у нас есть возможность впервые протестировать эти догадки, — добавляет Эрик Перлман (Eric Perlman) из Технологического института Флориды.
Перлман является соавтором статьи, опубликованной в издании Nature.
Планируется, что новые наблюдения предоставят важные сведения о струях и о потоках высокой энергии в целом.
