Самые крупные из когда-либо наблюдавшихся струй черных дыр намекают на то, что эти космические монстры могут играть еще более значимую роль в формировании галактик, чем считалось ранее.
Астрономы обнаружили самую большую пару струй черных дыр, когда-либо наблюдавшуюся: их длина составляет 23 миллиона световых лет, что равно длине 140 галактик Млечный Путь, выстроенных в ряд.
Огромная пара струй, названная Порфирионом в честь гиганта из греческой мифологии, представляет собой гигантские лучи ионизированной материи, вырвавшиеся из черной дыры со скоростью, близкой к скорости света. Их источником является огромная черная дыра в 7,5 миллиардах световых лет от Земли, из которой они вырвались с силой триллионов звезд.
Эти струи были обнаружены среди 10 000 других в ходе исследования радиотелескопа LOFAR (Low Frequency Array). Изучая щупальца этих колоссальных потоков, ученые надеются понять, как они сформировали ранний космос в том виде, который мы видим сегодня. Исследователи опубликовали свои выводы в журнале Nature.
«Эта пара не просто размером с Солнечную систему или Млечный Путь; мы говорим о 140 диаметрах Млечного Пути в общей сложности», — сказал ведущий автор исследования Мартейн Оэй. «Млечный Путь был бы маленькой точкой в этих двух гигантских извержениях».
Сверхмассивные черные дыры обычно располагаются в центрах галактик, всасывая материю из своего окружения, а затем выплевывая ее на огромной скорости, создавая процесс обратной связи, который определяет ход эволюции галактик.
Однако ученые до сих пор не до конца понимают, как космические двигатели и выбрасываемые ими струи влияют на галактики вокруг них.
Чтобы лучше ответить на этот вопрос, исследователи искали скрытые струи черных дыр, визуально сканируя радиоизображения LOFAR, используя инструменты машинного обучения и гражданских ученых, которые помогали идентифицировать любые пропущенные ими струи.
Заметив первые признаки гигантских газовых струй Порфириона, исследователи приступили к дальнейшим наблюдениям с использованием гигантского радиотелескопа метрового диапазона (GMRT) в Индии и спектроскопического инструмента темной энергии (DESI) в Аризоне, чтобы проследить происхождение струй до огромной галактики, которая примерно в 10 раз больше Млечного Пути.
Дальнейшие наблюдения, проведенные в обсерватории Кека на Гавайях, выявили точное местоположение Порфириона и показали, что его шлейфы простираются далеко в супермагистрали волокон, которые соединяют и питают галактики, известные как космическая паутина.
«До сих пор эти гигантские струйные системы казались явлением недавней Вселенной», — сказал Оэй. «Если такие далекие струи могут достигать масштабов космической паутины, то каждое место во Вселенной могло быть затронуто активностью черной дыры в какой-то момент космического времени».
Огромные размеры Порфириона — он примерно в 40 раз больше, чем ранее известная крупнейшая струйная структура под названием Альционеус — позволяют предположить, что выбросы сверхмассивных черных дыр сыграли даже более важную роль в формировании сегодняшней Вселенной, чем считалось ранее.
Порфирион также появился из типа черной дыры, который был распространен в ранней Вселенной, но ранее не считался источником гигантских струй, а это значит, что в ранней Вселенной могло происходить больше подобных извержений.
«Возможно, мы смотрим на верхушку айсберга», — сказал Оэй. «Наше исследование LOFAR охватило всего 15 процентов неба. И большинство этих гигантских струй, вероятно, трудно обнаружить, поэтому мы считаем, что таких гигантов гораздо больше».
Следующим шагом исследователей станет изучение того, как гигантские струи формировали раннюю Вселенную, выбрасывая космические лучи, тяжелые атомы, тепло и магнитные поля в галактики.
«Магнетизм на нашей планете позволяет жизни процветать, поэтому мы хотим понять, как она возникла», — сказал Оэй. «Мы знаем, что магнетизм пронизывает космическую паутину, затем проникает в галактики и звезды, а в конечном итоге и в планеты, но вопрос в том: где он начинается? Распространяют ли эти гигантские струи магнетизм по космосу?»
