Двадцать семь лет наблюдений за одной из самых ярких активных галактик во Вселенной наконец сложились в непрерывную картину. Блазар 3C 345, расположенный на расстоянии около пяти миллиардов световых лет, долгое время оставался объектом пристального внимания. Его релятивистская струя, выброшенная сверхмассивной чёрной дырой в центре, демонстрировала яркие «узлы», которые, казалось, мчались со сверхсветовой скоростью. Астрономы десятилетиями объясняли их как ударные волны — фронты сжатия плазмы, бегущие по струе быстрее окружающего вещества. Новая работа, опубликованная в Nature, показывает, что эта привычная картина, по крайней мере для 3C 345, не выдерживает проверки.
Video reconstruction of variable VLBI observations with neural fields Time-resolved relativistic jet flow in 3C 345. nature.com/articles/s4158…
Команда исследователей применила алгоритм kine — нейросетевой метод, способный превращать разрозненные радиоснимки в непрерывное поляризованное видео. В основу легли 116 наблюдений, выполненных с 1995 по 2022 год сетью VLBA в рамках программы MOJAVE на частоте 15 ГГц. Алгоритм одновременно обрабатывает все данные, учитывая пространственно-временные связи, и выдаёт гладкую модель, которую можно «прокрутить» в любой момент времени. Результат впечатляет: разрешение выросло примерно в четыре раза по сравнению с традиционными методами, а динамический диапазон — почти в 140 раз. Вместо отдельных ярких пятен учёные увидели целостный поток плазмы и смогли измерить её локальную скорость в каждой точке струи.
Видео показало, что яркие узлы движутся примерно с той же скоростью, что и окружающая плазма. Никакого заметного опережения, которое требовалось бы для ударных волн, не обнаружилось. Более того, пики яркости не совпадали с максимумами поляризации — ещё один аргумент против классической интерпретации. Поляризационные данные указывают скорее на локально усиленные магнитные области, чья яркость дополнительно увеличивается из-за направления движения. Плазма непрерывно истекает из компактного ядра, иногда выбрасывая отдельные яркие структуры, которые сначала летят почти баллистически, а затем плавно поворачивают вдоль оси струи и растворяются в диффузном «шлейфе».
Это открытие касается пока только 3C 345. Авторы подчёркивают, что не следует автоматически распространять выводы на все джеты активных ядер галактик. Тем не менее метод уже готов к применению на архивах сотен объектов. Если похожая картина повторится, представления о том, как сверхмассивные чёрные дыры разгоняют и структурируют вещество, могут серьёзно измениться.
За цифрами и алгоритмами стоит нечто большее. Миллиарды лет назад в далёкой галактике материя, падающая на чёрную дыру, родила узкий релятивистский луч, который до сих пор пересекает межгалактическое пространство. Мы, живущие на крошечной планете, с помощью радиотелескопов, разбросанных по Земле, и нейронных сетей смогли разглядеть движение плазмы в этом луче. Вселенная оказывается устроена так, что её самые грандиозные процессы — рождение струй у горизонта событий, магнитные поля, релятивистские скорости — оставляют следы, доступные для расшифровки. И каждый новый метод лишь усиливает ощущение: мир, в котором мы существуем, невероятно точно и сложно связан, а то, что происходит в его глубинах, далеко превосходит привычные масштабы.
