Двадцять сім років спостережень за однією з найяскравіших активних галактик у Всесвіті нарешті склалися в безперервну картину. Блазар 3C 345, розташований на відстані близько п'яти мільярдів світлових років, довгий час залишався об'єктом пильної уваги. Його релятивістський струмінь, викинутий надмасивною чорною дірою в центрі, демонстрував яскраві «вузли», які, здавалося, мчали з надсвітловою швидкістю. Астрономи десятиліттями пояснювали їх як ударні хвилі — фронти стиснення плазми, що біжать струменем швидше за навколишню речовину. Нова робота, опублікована в Nature, показує, що ця звична картина, принаймні для 3C 345, не витримує перевірки.
Video reconstruction of variable VLBI observations with neural fields Time-resolved relativistic jet flow in 3C 345. nature.com/articles/s4158…
Команда дослідників застосувала алгоритм kine — нейромережевий метод, здатний перетворювати розрізнені радіознімки в безперервне поляризоване відео. В основу лягли 116 спостережень, виконаних з 1995 по 2022 рік мережею VLBA у рамках програми MOJAVE на частоті 15 ГГц. Алгоритм одночасно обробляє всі дані, враховуючи просторово-часові зв'язки, і видає гладку модель, яку можна «прокрутити» в будь-який момент часу. Результат вражає: роздільна здатність зросла приблизно в чотири рази порівняно з традиційними методами, а динамічний діапазон — майже в 140 разів. Замість окремих яскравих плям учені побачили цілісний потік плазми і змогли виміряти її локальну швидкість у кожній точці струменя.
Відео показало, що яскраві вузли рухаються приблизно з тією ж швидкістю, що й навколишня плазма. Жодного помітного випередження, яке було б потрібне для ударних хвиль, не виявилося. Більше того, піки яскравості не збігалися з максимумами поляризації — ще один аргумент проти класичної інтерпретації. Поляризаційні дані вказують радше на локально підсилені магнітні області, чия яскравість додатково збільшується через напрямок руху. Плазма безперервно витікає з компактного ядра, іноді викидаючи окремі яскраві структури, які спочатку летять майже балістично, а потім плавно повертають уздовж осі струменя і розчиняються в дифузному «шлейфі».
Це відкриття стосується поки що тільки 3C 345. Автори наголошують, що не слід автоматично поширювати висновки на всі джети активних ядер галактик. Тим не менш метод уже готовий до застосування на архівах сотень об'єктів. Якщо схожа картина повториться, уявлення про те, як надмасивні чорні діри розганяють і структурують речовину, можуть серйозно змінитися.
За цифрами й алгоритмами стоїть щось більше. Мільярди років тому в далекій галактиці матерія, що падала на чорну діру, породила вузький релятивістський промінь, який досі перетинає міжгалактичний простір. Ми, живучи на крихітній планеті, за допомогою радіотелескопів, розкиданих по Землі, і нейронних мереж змогли розгледіти рух плазми в цьому промені. Всесвіт виявляється влаштованим так, що його найграндіозніші процеси — народження струменів біля горизонту подій, магнітні поля, релятивістські швидкості — залишають сліди, доступні для розшифрування. І кожен новий метод лише підсилює відчуття: світ, у якому ми існуємо, неймовірно точно й складно пов'язаний, а те, що відбувається в його глибинах, далеко перевершує звичні масштаби.
