На этой недатированной раздаточной фотографии художник изобразил галактику с ярким квазаром — очень яркой, далекой и активной сверхмассивной черной дырой в центре, масса которой в миллионы или миллиарды раз превышает массу Солнца. | Фото предоставлено: Reuters
Были обнаружены два мощных луча энергии, вылетающих в противоположных направлениях из сверхмассивной черной дыры внутри далекой галактики. Это самые большие из когда-либо обнаруженных подобных струй, простирающиеся примерно в 140 раз дальше диаметра нашей огромной галактики Млечный Путь.
Черная дыра находится в центре галактики примерно в 7,5 миллиардах световых лет от Земли. Световой год — это расстояние, которое свет проходит за год, 5,9 триллиона миль (9,5 триллиона км). Из-за времени, необходимого свету для прохождения расстояния, взгляд на большие расстояния — это взгляд назад во времени, поскольку эти наблюдения датируются временем, когда Вселенная была менее половины своего нынешнего возраста.
Черные дыры — это необычайно плотные объекты с такой сильной гравитацией, что даже свет не может вырваться из них. Большинство галактик, включая Млечный Путь, имеют большую черную дыру в своем ядре. Некоторые из них выстреливают струями высокоэнергетических частиц и магнитных полей в космос из своих двух полюсов, поглощая материал, такой как газ, пыль и звезды, падающие в них из-за своей огромной гравитационной силы.
Две струйные структуры, задокументированные в новом исследовании, проведенном с помощью радиотелескопа LOFAR (низкочастотная антенная решетка), представляющего собой сеть антенн с центром в Нидерландах, простираются на 23 миллиона световых лет от одного конца до другого.
Эти перегретые струи, вызванные бурными событиями вокруг черной дыры, состоят из субатомных частиц, называемых электронами и позитронами, а также магнитных полей, движущихся почти со скоростью света.
Исследователи назвали эти две струи Порфирион (произносится как пор-ФИР-и-ан), в честь гиганта из древнегреческой мифологии. Порфирион примерно на 30% длиннее предыдущего рекордсмена для таких струй.
«Системы струй, подобные Порфириону, по-видимому, являются одними из самых энергичных зрелищ, которые происходили во Вселенной со времен Большого взрыва», — сказал астрофизик из Калифорнийского технологического института Мартин Оэй, ведущий автор исследования, опубликованного в журнале Природассылаясь на событие, которое положило начало Вселенной около 13,8 миллиардов лет назад.
«Общее понимание заключается в том, что джеты образуются, когда намагниченный материал падает на вращающуюся черную дыру», — добавил астрофизик и соавтор исследования Мартин Хардкасл из Университета Хартфордшира в Англии. «Они должны поддерживаться постоянным падением материи в черную дыру, что-то порядка одной солнечной массы (массы Солнца) в год материала».
Такие струи, невидимые невооруженным глазом, сначала небольшие, а со временем увеличиваются.
«Мы уже давно знаем, что черные дыры могут генерировать такие струи. Но интересно то, что для создания такой большой структуры струи должны сохраняться в течение длительного времени — около миллиарда лет», — сказал Хардкасл.
Струи Порфириона простираются далеко за пределы своей родной галактики, обладая энергетическим выбросом, эквивалентным триллионам звезд, подобных Солнцу.
«Это эквивалентно энергии, выделяемой во время самых катастрофических космических столкновений: например, тех, которые происходят, когда два скопления галактик, каждое из которых иногда содержит тысячи галактик, сливаются вместе», — сказал Оэй.
«Тот факт, что он простирается так далеко от своей родительской черной дыры, означает, что он может переносить энергию, частицы и магнитные поля в пустоты космической паутины, промежутки между группами и нитями галактик, которые, как мы знаем, составляют крупномасштабную структуру Вселенной. Это может помочь нам понять вездесущие магнитные поля в современной Вселенной», — сказал Хардкасл.
По словам исследователей, такие струи могут нагревать газ в межзвездном пространстве, останавливая образование новых звезд, для которого необходимы холодные газовые облака, и могут повредить пригодные для жизни планеты.
Сверхмассивная черная дыра Млечного Пути в ее нынешнем состоянии покоя не имеет подобных струй.
«Главное открытие заключается в том, что струи из черных дыр могут, если обстоятельства будут благоприятными, стать такими же большими, как основные космические структуры Вселенной — скопления галактик, космические нити, космические пустоты», — сказал Оэй. «Это означает, что отдельные черные дыры могут иметь сферу влияния, которая простирается далеко за пределы галактики, в которой они находятся».
Опубликовано – 19 сентября 2024 г., 12:18 по восточному стандартному времени.