Чёрная дыра в 12 000 световых лет от нас направляет свой джет в сторону Земли

Черная дыра на расстоянии около 12 000 световых лет от Земли выбрасывает струю плазмы со скоростью, близкой к скорости света, и эта струя направлена примерно в нашу сторону. Система, представляющая собой двойную звезду, скрытую пылью и известную только по каталоговому обозначению IRAS 18293-0941, является самым убедительным на сегодняшний день кандидатом в «микроблазары» — звездный аналог блазаров, которые светят из ядер далеких галактик.

Это важно по двум причинам. Все известные до сих пор блазары находятся на расстоянии миллионов или миллиардов световых лет, поэтому миниатюрный блазар внутри Млечного Пути — это лаборатория по соседству. Кроме того, команда, совершившая открытие, утверждает, что второй джет системы, направленный от нас, врезается в облако газа, где может разгонять частицы до энергии порядка квадриллиона электронвольт — более чем в сто раз превышающей энергию протонных пучков в Большом адронном коллайдере.

Микроквазары — двойные системы, в которых черная дыра или нейтронная звезда перетягивает газ с компаньона и выбрасывает часть его обратно в виде двух узких джетов, — известны уже несколько десятилетий. Когда такой джет направлен близко к нашей линии зрения, релятивистские эффекты делают половину, летящую к нам, гораздо ярче, в то время как удаляющаяся половина почти исчезает. Этот эффект, называемый доплеровским усилением, и делает блазары такими яркими. Галактическая версия предсказывалась давно, но все предыдущие кандидаты не выдерживали проверки.

Как джет скрывался за стеной пыли

«Она находится за таким толстым слоем пыли, что практически невидима на стандартных оптических снимках», — говорит ведущий автор исследования Хосеп Марти (Josep Martí) из Университета Хаэна в Испании. Ранее объект был отмечен как возможная рентгеновская двойная, а затем, по его словам, «занесен в каталог десятилетия назад и затем более или менее забыт».

Радиосвет, проходящий сквозь пыль, выдал его. Обзорные снимки, сделанные с разницей в несколько лет, все показывали компактное ядро и одну долю на одной стороне, без ничего на другой — признак устойчивого джета, а не разовой вспышки.

Архивные снимки с Very Large Array и восьмичасовое наблюдение с помощью Европейской сети VLBI, которая объединяет радиотелескопы на разных континентах в один виртуальный телескоп, проследили тот же односторонний джет от самых малых масштабов до доли. Приближающийся джет как минимум в 26 раз ярче любых следов его двойника, что требует движения газа быстрее двух третей скорости света в пределах примерно 48 градусов от нашей линии зрения. При иллюстративной скорости в три четверти скорости света угол составляет около 26 градусов.

Решающим тестом стало положение. Радиоположение джета, измеренное с точностью до тысячных долей угловой секунды, совпадает с положением звезды по данным спутника Gaia Европейского космического агентства, что исключает обычного самозванца: далекую активную галактику, находящуюся за звездой Млечного Пути. Это, по словам Бенито Маркоте (Benito Marcote) из Объединенного института VLBI ERIC в Нидерландах, «подтвердило: джет принадлежит звездной системе».

Оптический мониторинг с помощью испанских телескопов и обсерватории Zwicky Transient Facility выявил колебания яркости всего на 0,02 звездной величины, повторяющиеся каждые 11,38 дня — орбитальный период пары. Столь малые колебания при отсутствии затмений означают, что мы видим орбиту почти анфас, с наклоном около 20 градусов. Джеты, выбрасываемые перпендикулярно этой орбите, должны быть направлены близко к нам — именно так, как показывают радиоданные. Спектры с обсерватории Калар-Альто указывают на горячего массивного гиганта или сверхгиганта-компаньона, теряющего газ со скоростью 300–400 километров в секунду в пылевую оболочку.

Второй джет врезается в облако

Джет, направленный к нам, сталкивается с разреженным газом и расширяется в широкий тусклый пузырь. Удаляющийся джет остается узким, пока не врезается в плотное вещество на расстоянии в десятки парсеков (один парсек — около 3,26 светового года). Там радиоснимки с южноафриканской решетки MeerKAT показывают компактное горячее пятно, окруженное светящимся водородом и теплой пылью: фронт ударной волны, похожий на носовую волну лодки.

Обзоры угарного газа (CO) указывают на наличие крупного молекулярного облака вдоль этой линии зрения на том же расстоянии — 3,6 килопарсека, что и позволило команде получить цифру в 12 000 световых лет. Горячее пятно также совпадает с источником LHAASO J1831-1007u*, источником гамма-лучей с энергией выше 100 тераэлектронвольт, обнаруженным китайской обсерваторией Large High Altitude Air Shower Observatory.

«Элегантность в том, что ускорительный двигатель и мишень — это два разных объекта, находящихся на расстоянии десятков парсеков друг от друга», — говорит соавтор Педро Луке-Эскамилья (Pedro Luque-Escamilla) из Университета Хаэна. В модели команды протоны, ускоренные джетом, вырываются в облако и сталкиваются с его газом, порождая короткоживущие частицы — пионы, которые распадаются на гамма-лучи, наблюдаемые LHAASO. Построенная вокруг черной дыры массой 10 солнечных, питающейся с огромной скоростью, модель воспроизводит свечение системы от радиоволн до самых высоких гамма-энергий.

Как это соотносится

Блазары в других галактиках питаются сверхмассивными черными дырами массой от миллионов до миллиардов Солнц, и даже один из ближайших, Markarian 421, находится примерно в 400 миллионах световых лет от нас. IRAS 18293-0941 питается от черной дыры, по модели имеющей около 10 солнечных масс, и расположена менее чем вдвое ближе к нам, чем черная дыра в центре Млечного Пути — Стрелец A* (Sagittarius A*), которая находится на расстоянии около 26 000 световых лет.

Более ранние кандидаты не выдержали проверки. V4641 Sagittarii не имела устойчивого джета и независимого измерения ориентации, а двойная система с черной дырой 4U 1543-47 порождала односторонний джет с наклоном менее 27 градусов от нашей линии зрения только во время вспышки. У IRAS 18293-0941 джет выглядит одинаково на протяжении многих лет обзоров, плюс орбита, наклон которой можно измерить отдельно — комбинация, которую астрономы используют для классификации блазаров.

Система также пополняет растущий список микроквазаров, связанных с самым энергичным излучением в Галактике. Гамма-обсерватории недавно связали SS 433 и V4641 Sagittarii со сверхвысокоэнергетическим излучением, что добавляет доказательств тому, что остатки сверхновых — не единственные крупные ускорители частиц в Млечном Пути.

Что оно не проясняет

В самой статье IRAS 18293-0941 назван «убедительным кандидатом в галактические микроблазары», а не закрытым делом.

Масса черной дыры не измерена. Цифра в 10 солнечных масс — это модельное допущение, а тип компаньона неопределен: пыль настолько сильно скрывает звездный свет, что нельзя исключить и голубую переменную звезду (luminous blue variable) — более редкий и нестабильный тип массивной звезды.

Расстояние — второй слабый момент. Gaia дала формально отрицательный параллакс, что не дает пригодного расстояния, а более старые исследования помещали систему на 8–9 килопарсеков, то есть более чем вдвое дальше. Цифра в 12 000 световых лет исходит из предположения, что джет действительно врезается в облако на расстоянии 3,6 килопарсека.

Отсутствует и классический признак блазара: быстрое мерцание. Команда не обнаружила оптических вариаций в пределах часа с точностью до 0,01 звездной величины и утверждает, что пылевая оболочка сглаживает быстрые изменения — правдоподобное объяснение, которое еще предстоит проверить.

Наконец, связь с гамма-лучами основана на положении и моделировании. LHAASO J1831-1007u* ранее предварительно связывали с другими объектами в той же насыщенной области, а скорость и угол джета являются скорее границами, чем прямыми измерениями.

Часто задаваемые вопросы о микроблазаре

Что такое микроблазар?

Микроблазар — это микроквазар, чей джет направлен близко к нашей линии зрения. Это двойная система, в которой черная дыра звездной массы или нейтронная звезда питается от звезды-компаньона и порождает джеты. Поскольку джет направлен примерно в нашу сторону, релятивистские эффекты делают его ярче, как и в случае с гигантскими блазарами далеких галактик.

Опасно ли, что джет черной дыры направлен на Землю?

Нет. IRAS 18293-0941 находится на расстоянии около 12 000 световых лет, а джет, направленный к нам, расширяется в широкий тусклый пузырь вблизи своего источника. До Земли доходят лишь слабое радиоизлучение, рентгеновские и гамма-лучи, которые могут зарегистрировать только чувствительные обсерватории.

Как далеко находится IRAS 18293-0941?

Команда оценивает расстояние примерно в 3,6 килопарсека, то есть около 12 000 световых лет, исходя из молекулярного облака, в которое, по-видимому, ударяет джет. Это менее половины расстояния до центра Млечного Пути, хотя более старые оценки помещали его более чем вдвое дальше.

В чем разница между микроквазаром и блазаром?

И то, и другое — джеты от питающейся черной дыры. Блазар питается от сверхмассивной черной дыры в ядре галактики, массой в миллионы или миллиарды Солнц, и его джет направлен на нас. Микроквазар питается от черной дыры или нейтронной звезды массой в несколько солнечных в двойной системе. Микроблазар объединяет их: это микроквазар, чей джет случайно направлен в нашу сторону.

Исследование, выполненное командой из Испании, Нидерландов и Аргентины, было опубликовано в виде препринта 1 сентября 2026 года и принято к публикации в Astronomy & Astrophysics; Нидерландская исследовательская школа астрономии объявила о нем 22 сентября. В работе использованы данные Европейской сети VLBI, полученные 26 мая 2024 года, оптический мониторинг в течение 2024 года и спектры с обсерватории Калар-Альто от середины 2025 года. Далее последует целенаправленное наблюдение места столкновения. «Мы планируем дополнительные наблюдения горячего пятна, куда ударяет джет», — сказал Маркоте.

Ссылка: Martí et al., «A Galactic microblazar as a potential accelerator of ultra-high-energy particles», Astronomy & Astrophysics, 2026. DOI: 10.1051/0004-6361/202661105

Теги: Milky Way, чёрные дыры, IRAS 18293-0941, LHAASO, microblazar, микроквазар