На этом изображении, сделанном LOFAR, виден Порфирион с галактикой в центре, в которой находится сверхмассивная черная дыра. Самая большая каплевидная структура вблизи центра представляет собой отдельную реактивную систему меньшего размера. Относительный размер нашего Млечного Пути показан в правом нижнем углу. Фото предоставлено: сотрудничество LOFAR / Мартейн Оэй (Калифорнийский технологический институт)
В далекой Вселенной обнаружены крупнейшие из известных струй черных дыр диаметром 23 миллиона световых лет. Эта пара пучков частиц, выброшенных из сверхмассивной черной дыры, более чем в сто раз больше нашей галактики Млечный Путь.
В 2022 году мы объявили об открытии одной из крупнейших струй черной дыры в ночном небе, исходящей из (относительно) близлежащей галактики под названием NGC2663. С помощью австралийского спутника CSIRO с массивом квадратных километров (ASKAP) в Западной Австралии мы подтвердили, что реактивный самолет NGC2663 является одним из крупнейших в небе. Другими словами, если смотреть с Земли, оно кажется самым большим.
Новый реактивный самолет, описанный в журнале Nature, был назван «Порфирионом» (гигантом из греческой мифологии) его первооткрывателями из Калифорнийского технологического института в США. Он затмевает струю NGC2663 и более чем в 20 раз больше – настоящий колосс.
Порфирион может рассказать нам больше об обширной экосистеме материи, которая течет внутри и снаружи галактик. Но этот джет также представляет собой загадку: как может что-то диаметром в 23 миллиона световых лет быть почти идеально прямым?
Увидеть невидимый свет
Порфирион был обнаружен астрономами с помощью Международного телескопа LOFAR — сети радиодатчиков, расположенной в Нидерландах и простирающейся от Швеции до Болгарии и от Ирландии до Латвии. Радиотелескопы, такие как ASKAP и LOFAR, могут обнаруживать невидимый для наших глаз свет: радиоволны.
Что вообще заставляет самолет двигаться? В центре джета исследователи видят галактику, а в центре галактики обнаруживают свидетельства существования сверхмассивной черной дыры.
Когда материя притягивается к черной дыре, ее ждут разные судьбы. Часть материи полностью израсходована. Другая часть вращается вокруг черной дыры и образует диск. А другая часть скручивается и запутывается в мощных магнитных полях, пока не высвобождается в две противоположные струи, которые взрываются почти со скоростью света.
Мы уже видели струи черных дыр, даже те, которые простираются на многие миллионы световых лет. Поразительно то, что Порфирион выглядит почти идеально прямым. Существует множество изогнутых, наклонных самолетов, в том числе один, наблюдаемый ASKAP, под названием «Танцующие призраки».
Просто озадачивает
Замедлить струю могут многие процессы: препятствие, такое как плотное облако, изменение ориентации черной дыры, сильные магнитные поля, межгалактический «ветер», когда родительская галактика погружается в более крупную космическую структуру.
Порфирион, с другой стороны, похоже, беспрепятственно находил свой путь в космосе около 2 миллиардов лет.
Это вызывает недоумение по двум причинам. Во-первых, это не отсюда. Его свет путешествовал около 7 миллиардов лет, чтобы достичь Земли. Мы видим Порфирион таким, каким он выглядел примерно через 6 миллиардов лет после Большого взрыва.
Как и все астрономические объекты, мы видим его в прошлом, когда Вселенная была более плотной (помните: Вселенная расширяется). Но оживленная обстановка – враг прямой струи.
Во-вторых, струя, поддерживающая постоянную мощность в течение 2 миллиардов лет, требует постоянного потока пищи. Однако это предполагает богатую местную окружающую среду, полную вкусностей (межзвездного газа), готовых к употреблению. Это представляет собой парадокс, поскольку, опять же, загруженная окружающая среда является врагом прямой струи.
Как заключают исследователи, «как джеты могут поддерживать такую длительную согласованность, в настоящее время неизвестно». Возможно, Порфириону повезло, и он направил свой самолет в тихий переулок межгалактического пространства.
Возможно, в этом самолете есть что-то, что помогает ему сохранять концентрацию. Мы не знаем. Но мы можем придумать способы это выяснить. Наблюдатели будут исследовать окружающую среду этого самолета и проводить дальнейшие наблюдения по всему спектру.
Радиоастрономы используют телескопы, такие как ASKAP и LOFAR, чтобы найти больше джетов, чтобы мы могли отличить типичные из них от случайных. Тем временем астрофизики используют суперкомпьютерное моделирование струй, чтобы выяснить, что их запускает, что может их отклонить и при каких условиях.
Такие объекты, как Порфирион, — не просто космические диковинки. Они являются неотъемлемой частью экосистемы материи, которая формирует нашу космическую среду. Межгалактическая материя питает галактики, галактики образуют звезды, некоторые галактики даже образуют черные дыры, черные дыры создают джет, джет влияет на межгалактическую материю, и так далее.
Мы медленно расшифровываем подсказки о нашем месте в космосе.
Информация от: Разговором
