XRISM и радиотелескопы связали джет чёрной дыры 3C 120 с горячим потоком внутри диска
Наблюдения радиогалактики 3C 120 показали: холодный диск обрывается на ~20 гравитационных радиусах, а джет берёт начало в горячем внутреннем потоке даже при высокой аккреции.
Группа под руководством Хирофуми Нода (Университет Тохоку) и Кадзухиро Хада (Университет города Нагоя) объединила рентгеновские и радионаблюдения радиогалактики 3C 120 с широкими линиями. В статье в The Astrophysical Journal Letters авторы сообщают, что её джет связан с горячим внутренним аккреционным потоком, а не с холодным диском iop.org
The Astrophysical Journal Lettersiop.orgОткрыть источник ↗. Галактика находится в созвездии Тельца, масса её чёрной дыры около 63 миллионов масс Солнца. Она светит примерно на 10–20% от максимальной яркости, возможной для чёрной дыры такой массы, и всё же запускает мощный джет.
Почему быстро питающиеся чёрные дыры — загадка
Образование джетов обычно объясняют механизмом Бландфорда — Знайека. Он извлекает энергию вращения чёрной дыры с помощью крупномасштабных магнитных полей, которые поддерживает аккреционный поток. Наблюдения хорошо подтверждают это для горячих геометрически толстых потоков. Системы с интенсивной аккрецией и сильными джетами образуют парадокс: в них обычно преобладают холодные геометрически тонкие диски, неспособные удерживать крупномасштабные магнитные поля.
Что показали рентгеновские и радиоданные
Японский рентгеновский спутник XRISM наблюдал 3C 120 около 55 часов в марте 2025 года. Микрокалориметрическая спектроскопия выявила релятивистски уширенную линию Fe Kα. Она указывает, что холодный тонкий диск усечён на расстоянии около 20 гравитационных радиусов, а внутренняя область занята горячим геометрически толстым потоком.
Примерно через пять недель ту же галактику 20 часов наблюдали 18 радиотелескопов в составе Global Millimeter VLBI Array; длины баз превышали 9500 км. Very Long Baseline Array и East Asian VLBI Network проследили джет дальше от центра. Экстраполяция профиля джета к горизонту даёт радиус, сравнимый с радиусом усечения диска или даже меньший iop.org
The Astrophysical Journal Lettersiop.orgОткрыть источник ↗. По данным работы, у основания пучок не шире примерно 7 гравитационных радиусов. Это помещает источник джета внутрь горячей зоны.
Авторы заключают, что даже при высоких темпах аккреции запуск джета связан с горячим внутренним потоком, возможно, через процесс Бландфорда — Знайека.
Рентгеновские данные дали также наклон внешнего диска около 31 градуса к лучу зрения, тогда как у джета он около 19 градусов. Команда заметила возможное мерцание рентгеновской яркости с периодом около суток, но зарегистрировано лишь четыре–пять циклов, и авторы называют его маргинальным.
Результат получен для одной галактики. Спин чёрной дыры измерить не удалось: диск обрывается слишком далеко, и рентгеновское излучение не несёт такой информации. Некоторые быстро питающиеся галактики имеют похожий усечённый диск, но джета не запускают. Сейчас команда наблюдает таким же способом более массивную чёрную дыру.
