Сверхмассивная черная дыра M87*, расположенная в центре галактики Мессье 87 на расстоянии 54 миллионов световых лет от Земли, имеет массу, эквивалентную 6,5 миллиардам солнц. В 2019 году она вошла в историю как первая черная дыра, запечатленная телескопом Event Horizon — сетью из восьми радиотелескопов по всему миру. С тех пор ученые активно изучают этого космического монстра, например, недавно они обнаружили, что он вращается со скоростью около 80% от космического предела скорости.
Джет — струя субатомных частиц, вылетающая из черной дыры, — несется через космос почти со скоростью света и растягивается на 8000 световых лет. Предыдущие радионаблюдения показали, что струя имеет форму двойной спирали, но ее структура в инфракрасном диапазоне оставалась загадкой. Новые инфракрасные изображения впервые показали четкую структуру загадочного контр-джета — мощного потока вещества, которое извергается в противоположном направлении от основной струи.
«Джет M87* особенный в том смысле, что он находится довольно близко к нам по астрономическим меркам и очень яркий во всем спектре», — объясняет соавтор исследования, астрофизик из Института астрофизики Андалусии в Испании Ян Редер. По его словам, это делает объект «идеальной лабораторией для изучения физики джетов».
Команда Редера использовала инфракрасную камеру телескопа Уэбба для съемки в июне 2024 года. Сначала ученые выделили джет на изображениях, смоделировав галактику и удалив ее световые излучения, а также лишние звезды, пыль и фоновые галактики. Очищенные снимки позволили идентифицировать отдельные структуры джета в четырех длинах волн инфракрасного спектра.
Особенно впечатляющим оказалось открытие слабого C-образного контр-джета, вылетающего из ядра в противоположном направлении от основной струи. Хотя контр-джет виден и на радиоволновых фотографиях, четкость инфракрасных изображений позволила в деталях рассмотреть его. Также впервые удалось подтвердить структуру одного из ярчайших участков джета вблизи ядра галактики, состоящего из двух излучающих свет областей.