В Млечном Пути нашли черную дыру, чей джет направлен на Землю
Астрономы нашли в Млечном Пути первый убедительный пример микроблазара – уменьшенной копии блазаров, одних из самых ярких объектов далекой Вселенной. Двойная система IRAS 18293−0941 находится примерно в 12 000 световых лет от нас.
Она состоит из черной дыры и массивной звезды, причем один из джетов черной дыры направлен почти точно на Землю. Второй джет уходит в противоположную сторону и врезается в облако межзвездного газа. По расчетам авторов, там могут рождаться космические лучи с энергиями до петаэлектронвольт. Статья вышла 7 сентября 2026 года в журнале Astronomy & Astrophysics, а пресс-релизы появились 22 сентября.
Что такое блазар и зачем приставка «микро»
Блазар – это сверхмассивная черная дыра в центре далекой галактики. Такие черные дыры выбрасывают джеты: узкие струи вещества, летящие почти со скоростью света. Если джет случайно смотрит прямо на Землю, свечение движущейся к нам плазмы многократно усиливается, и галактика кажется ярче, чем есть на самом деле. Блазары изучают давно, но все известные лежат за миллионы и миллиарды световых лет от нас.
У черных дыр звездной массы в двойных системах тоже бывают джеты. Такие системы называют микроквазарами; первый из них выделили в 1992 году. Если джет микроквазара смотрит на наблюдателя, получается микроблазар. Теоретики ждали таких объектов в нашей Галактике давно, а убедительного примера не было около тридцати лет.
Как нашли черную дыру, спрятанную за пылью
Объект IRAS 18293−0941 попал в каталог инфракрасного спутника IRAS еще в 1980-х. Звезду скрывает такой слой межзвездной пыли, что в обычных оптических снимках ее практически не видно. Руководитель работы Жозеп Марти из Университета Хаэна (Испания) говорит, что объект прятался у всех на виду: его внесли в каталог и почти забыли.
В 2010 году систему предложили считать массивной рентгеновской двойной, но из-за сильного поглощения ее почти не изучали. Команда Марти вышла на объект в 2021 году, перебирая сильно покрасневшие яркие звезды. Внимание привлекла деталь в радиообзорах: у источника годами держалась односторонняя вытянутая структура. Значит, это постоянное явление, а не след кратковременной вспышки.
Несколько лет наблюдений на испанских обсерваториях Монсек и Калар-Альто и в обсерватории Университета Хаэна показали слабое мерцание звезды. Черная дыра обращается вокруг нее за 11,38 дня, и мы смотрим на эту орбиту почти сверху. Именно поэтому один джет направлен практически на нас. Второй джет уходит от наблюдателя и сам по себе не виден.
Оставался вопрос, не случайное ли это совпадение: за системой на том же луче зрения могла оказаться далекая галактика со своим джетом. Ответ дала Европейская РСДБ-сеть (EVN), объединяющая радиотелескопы разных стран в один инструмент с огромным разрешением. Вместе с точным положением звезды по данным космического телескопа Gaia это доказало, что джет принадлежит именно этой двойной. Соавтор работы Бенито Маркоте из Объединенного института РСДБ (JIVE) называет этот момент поворотным: после него результат стал надежным.
Параметры системы такие: черная дыра массой около 10 масс Солнца, горячая массивная звезда-компаньон, джеты со скоростью около трех четвертей скорости света. Мощность, которую уносит джет, в полмиллиона раз превышает светимость Солнца.
Что было известно раньше
Слово «микроблазар» звучало и прежде. В 2013 году его применили к системе V4641 Стрельца, джет которой тоже направлен почти на нас. Но эта система живет вспышками: примерно раз в два года она резко разгорается в рентгене, и джет появляется эпизодически.
Не нова и сама идея, что микроквазары разгоняют частицы до огромных энергий. В 2024 году китайская обсерватория LHAASO зарегистрировала гамма-излучение сверхвысоких энергий от пяти микроквазаров Галактики, у V4641 Стрельца – до 800 тераэлектронвольт.
Новое в работе Марти и коллег другое. IRAS 18293−0941 – первый случай, когда постоянный джет, направленный на нас, строго привязан к конкретной двойной системе. Кроме того, у этого джета нашлась конкретная «мишень».
Откуда берутся космические лучи
Космические лучи – это заряженные частицы, в основном протоны, прилетающие на Землю из космоса. Их открыли больше века назад, и наземные установки регистрируют частицы с энергиями до петаэлектронвольт. Один петаэлектронвольт – это тысяча тераэлектронвольт. Где в Галактике частицы разгоняются до таких энергий, до сих пор точно не известно. Кандидаты – остатки сверхновых, окрестности массивных звездных скоплений и джеты черных дыр в Млечном Пути.
Микроблазар добавляет к этому списку конкретный адрес. Джет, уходящий от Земли, выдул в межзвездной среде полость длиной около 100 световых лет и уперся в молекулярное облако. В месте удара газ ионизован, пыль нагрета, и на радиоснимках MeerKAT видно яркое пятно. Это пятно совпадает по положению с источником гамма-излучения сверхвысоких энергий LHAASO J1831−1007u*.
Авторы предлагают такую картину. На фронте удара джета протоны разгоняются почти до скорости света, врезаются в плотный газ облака и рождают гамма-кванты. Если модель верна, энергия частиц доходит до петаэлектронвольт. Это примерно в сто раз больше, чем у протонов в Большом адронном коллайдере, самом мощном ускорителе на Земле.
Интересно, что ускоритель здесь – не джет, нацеленный на Землю, а противоположный. Он работает в десятках световых лет от самой черной дыры.
Доказано ли, что микроблазар рождает космические лучи
Пока нет. Совпадение горячего пятна с гамма-источником – пространственное, а модель лишь показывает, что энергии джета на такой разгон хватает. Это веский довод, но не однозначное доказательство: в том же направлении могут оказаться и другие источники. Сами авторы называют систему потенциальным ускорителем частиц сверхвысоких энергий. Команда планирует новые наблюдения горячего пятна, чтобы проверить эту связь.
Настоящие блазары далеко, и их джеты удается разглядеть лишь в общих чертах. IRAS 18293−0941 ближе любого известного блазара. На нем можно в деталях изучать, как джет черной дыры передает энергию окружающему газу, а его изменения отслеживать в масштабах лет, а не миллионов лет. Есть и неожиданный выход на звездообразование: джет, прогревающий и ионизующий молекулярное облако, может влиять на то, как в нем рождаются звезды.
Источники
- A Galactic microblazar as a potential accelerator of ultra-high-energy particles – J. Martí, P. L. Luque-Escamilla, B. Marcote и др., Astronomy & Astrophysics, 2026.
Часто задаваемые вопросы
Можно ли увидеть этот микроблазар в любительский телескоп?
Нет. Систему скрывает плотная межзвездная пыль, и даже в профессиональные оптические телескопы она практически не видна: ее изучают в радио- и инфракрасном диапазонах. Зато в любительский телескоп доступен самый яркий квазар неба, 3C 273 в созвездии Девы. Он светит примерно на 13-й звездной величине, и при темном небе его можно найти в инструмент с апертурой 150–200 мм. Этот свет шел к нам около двух с половиной миллиардов лет.
Опасен ли для Земли джет, направленный на нас?
Нет. «Направлен на Землю» означает лишь удачный для наблюдений угол зрения: из-за него джет выглядит ярче и его удобно измерять. Система находится в 12 000 световых лет, а частицы разгоняются не в джете, смотрящем на нас, а на другом конце системы, в облаке газа.
Чем блазар отличается от квазара?
Это один и тот же тип объекта – активное ядро галактики со сверхмассивной черной дырой, – но увиденный под разными углами. Квазаром называют яркое ядро, наблюдаемое сбоку или под углом. Блазар – это случай, когда джет смотрит почти точно на Землю, поэтому объект кажется особенно ярким и быстро меняет блеск.
Что такое петаэлектронвольт?
Единица энергии частицы, равная тысяче тераэлектронвольт. Протоны в Большом адронном коллайдере разгоняются до 6,8 тераэлектронвольт, то есть частица с энергией в петаэлектронвольт примерно в сто пятьдесят раз энергичнее. Космические лучи таких энергий регистрируют на Земле, но где именно в Галактике они рождаются, пока до конца не ясно.
