Струя чёрной дыры показала движение до 13 скоростей света: ИИ раскрыл неожиданную картину

Учёные восстановили движение струи плазмы у сверхмассивной чёрной дыры с рекордной для таких наблюдений детализацией: нейросеть Kine превратила 116 радионаблюдений одного объекта в непрерывное видео за 27 лет. Полученная реконструкция имеет разрешение около 113 микросекунд дуги — примерно в 4,2 раза лучше номинального предела исходных наблюдений. Результаты исследования опубликованы в Nature.

Для реконструкции использовали наблюдения блазара 3C 345 в созвездии Геркулеса, собранные сетью Very Long Baseline Array (VLBA) в 1995-2022 годах. Алгоритм одновременно обработал все эпохи наблюдений, используя пространственно-временные связи между ними. Это позволило не просто получить более чёткие изображения, а восстановить непрерывное движение плазмы и определить её локальную скорость. Средний динамический диапазон реконструкции достиг 5,1x10⁵ против 3,6x10³ у традиционного метода CLEAN.

Именно измерение скорости дало наиболее неожиданный результат. Яркие компоненты струи демонстрировали кажущиеся скорости примерно 10-13 скоростей света, тогда как средняя скорость окружающего потока составляла около 9-12 скоростей света. Речь идёт о сверхсветовом видимом движении, возникающем из-за релятивистской геометрии и угла наблюдения, а не о реальном превышении скорости света. Сопоставление скоростей и данных о поляризации не подтвердило прежнюю интерпретацию ярких компонентов как распространяющихся ударных волн: исследователи считают их участками повышенной эмиссии, связанными с локальным усилением магнитного давления и доплеровским усилением излучения.

Авторы отмечают, что Kine изначально разрабатывали для динамической визуализации источников с помощью радиоинтерферометрии, в том числе наблюдений сверхмассивных чёрных дыр телескопом Event Horizon Telescope. Новый подход позволяет анализировать не только отдельные яркие компоненты, но и мгновенное поле скоростей по всей струе. В дальнейшем его планируют применять к другим блазарам и архивным данным, что может привести к пересмотру некоторых моделей формирования и движения релятивистских струй.

Источник: livescience