Проникновение в самые загадочные области космоса продолжает вызывать удивление у ученых. 16 октября 2025 года James Webb Space Telescope (JWST) вновь подтвердил свою репутацию как уникальный инструмент для изучения самых таинственных явлений Вселенной. Недавние снимки, полученные этим космическим телескопом, раскрыли не только ранее невиданные детали мощных струй, вылетающих из черной дыры M87*, но и потрясающие признаки возникновения необычной энергии — something "очень захватывающее", что может перевернуть наши представления о процессах, происходящих вблизи таких гравитационных монстров.

Мощные струи черной дыры М87: что было известно ранее?

Черная дыра M87*, расположенная в центре гигантской галактики Messier 87, — одна из самых известных объектов астрономии. Ее масса равна приблизительно 6,5 миллиардам солнечных, а расстояние до Земли составляет около 54 миллионов световых лет. В 2019 году эта черная дыра стала первичным объектом, изображенным напрямую при помощи массива радиотелескопов Event Horizon Telescope (EHT), что ознаменовало новую эпоху в изучении гравитационных аномалий. Тогда же было зафиксировано, что из-под горизонта событий вырываются впечатляющие струи, достигающие длины до 8000 световых лет.

Эти струи — мощные потоки заряженных частиц, движущихся с близкой к световой скоростью, формируют двойной джет, который часто сравнивают с гигантской спиралью, обвивающей ядро галактики. Радиоснимки, полученные при помощи VLA (Very Large Array), продемонстрировали, что струя имеет сложную структуру и в основном состоит из магнитных линий, создающих эффект двойной спирали (double helix). В течение долгого времени учёные предполагали, что этому явлению сопутствуют сложнейшие процессы магнитного ускорения и взаимодействия с окружающей межзвездной средой.

Что нового открыли с помощью JWST?

Использование инфракрасной камеры Near Infrared Camera (NIRCam) позволило ученым впервые заглянуть в структуру струи на более мелком масштабе, ближе к ее источнику — ядру M87*. В июне 2024 года команда исследований во главе с астрофизиком Яном Рёдером использовала новые изображения для подробного анализа струя. Результаты, опубликованные 22 сентября в журнале Astronomy & Astrophysics, демонстрируют самые четкие на сегодняшний день визуальные данные о внутренней структуре и динамике струи и ее противоположной спирали — контр-струи, которая ранее наблюдалась только на радиоволнах.

Первая детальная карта струи в инфракрасном диапазоне

Применив моделирование галактики и последующую обработку изображений для устранения фонового света, команда выделила отдельные компоненты струи на четырех различных инфракрасных длинах волн. В результате было установлено, что одна из ярчайших областей внутри струи, так называемая HST-1, — это сложное образование, состоящее из двух излучающих областей. Этот факт был предварительно подтвержден только на X-ray данных, и впервые получены прямые визуальные доказательства этой двухчастной структуры. Это важный шаг в понимании механизма формирования и ускорения частиц в экстремальных условиях около черных дыр.

Неожиданные открытия: что за "что-то очень захватывающее"?

Главным событием стало обнаружение необычной формы и динамики энергии, излучающейся из черной дыры. В инфракрасных изображениях была зафиксирована мощная струя, которая, судя по всему, содержит нечто, что ученые называют "очень захватывающим" — это не только яркое излучение, но и признаки возникновения новых энергетических процессов, ранее не регистрировавшихся в таких масштабах. Особенно впечатляющим является обнаружение мощного выброса, идущего в противоположную сторону основной струи, — так называемой контр-струи, которая теперь показана с беспрецедентной четкостью.

Эти наблюдения открывают новые горизонты для понимания взаимодействия магнитных полей и процессов ускорения частиц вблизи горизонта событий, что позволит моделировать физические условия, превосходящие наши возможности на Земле.

Что показывают новые данные для науки?

• Углубленное понимание механизма джета — наблюдения инфракрасной структуры позволяют связывать теорию магнитного ускорения с реальными данными, уточняя параметры магнитных полей и скорости частиц.
• Связь между магнитными полями и динамикой струи — выявлено, что магнитные линии вблизи горизонта событий значительно изменяются, что влияет на силу и ориентацию джетов.
• Предпосылки к новым моделям — полученные данные требуют переработки существующих моделей о происхождении и развитии струй и позволяют создавать более точные симуляции процессов сверхвысоких энергий.
• Новые горизонты для космологических исследований — возможность изучения таких процессов на примере M87* дает ключ к пониманию активности сверхмассивных черных дыр в ранней Вселенной и их роли в формировании галактик.

К чему приводит всё это — перспективы будущих исследований?

Обнаружение "чего-то очень захватывающего" вблизи одной из наиболее изученных черных дыр мира подтверждает, что мы только начинаем раскрывать тайны космоса. JWST демонстрирует свою мощь в расширении границ знаний о магнитных структурах, ускорении частиц и механизмах образовании джетов. В будущем планируются более глубокие наблюдения, их сопровождение моделированием с использованием суперкомпьютеров, что откроет новые горизонты понимания не только черных дыр, но и глобальной динамики Вселенной.

На сегодняшний день ученые сходятся во мнении, что именно подобные открытия — это мост между нашими теоретическими моделями и реальной природой космоса. Они помогают понять, как такие экстремальные объекты, как черные дыры, могут управлять гигантскими масштабами галактик, влияя на развитие целых структур Вселенной.

Таким образом, каждый новый снимок, каждая новая деталь, полученная благодаря JWST, приближает нас к ответу на один из самых загадочных вопросов космологии: как вообще возникает и функционирует энергия в самом сердце вселенной?