Новая теоретическая модель предлагает единое объяснение астрофизических оттоков

Вверху: Форма модели (красная кривая) наложена на карту высокого разрешения внутренних областей струи ядра сверхмассивной черной дыры галактики M87 (контурные уровни); Внизу: Модель наложена на наблюдаемую ширину струи как функцию расстояния. Автор: An Tao, from The Astrophysical Journal (2025). DOI: 10.3847/1538-4357/ada9ea

Под руководством профессора Виллема Баана из Синьцзянской астрономической обсерватории Китайской академии наук (CAS) и профессора Ань Тао из Шанхайской астрономической обсерватории CAS в исследовании изучается новая интеграция теории сверхзвукового сопла ДеЛаваля с градиентами давления окружающей среды.

Модель предлагает единую основу для понимания коллимации и ускорения потоков во Вселенной, предоставляя последовательное объяснение явлениям, охватывающим 12 порядков величины по энергии и масштабу.

По словам исследователей, несмотря на огромные различия в энергии и масштабах — от медленных оттоков газа в планетарных туманностях до релятивистских струй в активных ядрах галактик, — морфология оттоков в основном формируется градиентами давления окружающей среды.

Благодаря всестороннему анализу нескольких классов небесных объектов они полностью подтвердили универсальность модели. В планетарной туманности Hb 12 модель точно воспроизводит ее характерную структуру истечения в форме песочных часов. Для протозвезды HOPS370 теория успешно объясняет механизм формирования ее биполярного истечения.

Примечательно, что в радиогалактиках FR I 3C 84 и M87 модель точно описывает эволюцию релятивистских струй, включая гравитационные эффекты от сверхмассивных черных дыр. Эти результаты убедительно подтверждают широкую применимость теоретической основы.

«Это исследование раскрывает универсальный физический механизм астрофизических потоков, предлагая новый взгляд на перенос материи от звездных до галактических масштабов», — сказал профессор Баан.

«Эта единая структура не только решает давние теоретические проблемы астрофизики, но и направляет будущие наблюдательные исследования», — сказал профессор Ан.

Более того, модель демонстрирует перспективные возможности ее применения в различных областях исследований, включая изучение звезд типа Be, аккрецирующих нейтронных звездных систем и галактических потоков, вызванных вспышками звездообразования, что демонстрирует всеобщую важность градиентов давления окружающей среды в формировании астрофизических потоков.

Больше информации: Willem A. Baan et al, Shaping Outflows and Jets by Ambient Pressure: A Unified Framework, The Astrophysical Journal (2025). DOI: 10.3847/1538-4357/ada9ea

Источник: Chinese Academy of Sciences