Ученые впервые смоделировали релятивистские сгустки в джете галактики M87
Астрофизики представили результаты новых расчетов, посвященных джету — релятивистской струе плазмы — в галактике M87. Работа опубликована на сервере arXiv и описывает моделирование с учетом общей теории относительности и переноса излучения.
Впервые в симуляцию области запуска джета включили компонент-сгусток (blob), что позволило воспроизвести наблюдаемое распределение энергии в диапазоне от 10 гигагерц до 10 петагерц. Такое уточнение улучшило соответствие модели реальным данным.
Особое внимание авторы уделили синхротронному излучению в области самопоглощения — на частотах ниже 100 гигагерц. С добавлением сгустка спектр стал более плоским: показатель спектрального индекса составил 0.08 в диапазоне 22–86 гигагерц.
Расчеты также позволили точнее воспроизвести морфологию джета на субпарсековых масштабах. Синтетические изображения совпадают с наблюдениями на расстоянии до 0,6 миллисекунды дуги от ядра на частоте 86 гигагерц.
Кроме того, модель воспроизводит структуру с яркими краями (edge-brightened) на протяжении примерно 1,3 миллисекунды дуги — это более протяженная область по сравнению с более ранними работами. При этом южный край джета выглядит ярче северного.
На синтетическом изображении также удалось различить дополнительные узлы (knots) вдоль южного края. Это указывает на то, что учет сгустков в зоне запуска помогает объяснить мелкомасштабные детали, которые ранее не удавалось воспроизвести.
Исследование имеет значение для понимания механизмов аккреции и формирования джетов вблизи сверхмассивных черных дыр. Дальнейшие расчеты могут связать наблюдаемые особенности излучения с физическими процессами в непосредственной близости от горизонта событий.
