Сверхмассивная черная дыра выбросила джеты протяженностью в 23 миллиона световых лет

Узкие струи черных дыр, или джеты, — это потоки заряженных ионов, электронов и других частиц, которые разгоняются до околосветовых скоростей благодаря огромным магнитным полям вокруг черных дыр. Устойчивые на протяжении миллионов лет джеты могут достигать колоссальных размеров и влиять на распределение материи и магнитных полей в межгалактической среде — так называемой космической паутине. 

О существовании джетов ученые знают более 100 лет, но до недавнего времени считалось, что они не могут простираться слишком далеко от места, где возникли. Теоретические модели предполагали, что естественный предел их роста составляет приблизительно 16,3 миллиона световых лет (пять мегапарсек).

Результаты нового исследования, опубликованного в журнале Nature, изменили представление астрофизиков о джетах: протяженность обнаруженной структуры составляет примерно 23 миллиона световых лет (семь мегапарсек). 

Два мощных потока, вырывающихся в пустое космическое пространство, получили название «Порфирион» — в честь гиганта из греческой мифологии. Их суммарная мощь, по оценкам исследователей, эквивалентна триллионам солнц. 

Размеры «Порфириона» свидетельствуют о том, что струи играют немаловажную роль в формировании и эволюции Вселенной, препятствуя образованию звезд и выбрасывая в космос огромное количество материала и энергии. Они настолько мощные, что проникают далеко за пределы галактики — хозяйки черной дыры, пронизывая обширные пустоты космической паутины. 

«„Порфирион“ показывает, что маленькие и большие объекты во Вселенной тесно связаны. Мы видим единственную черную дыру, которая создает структуру, по масштабу сходную с космическими нитями и пустотами», — отметил ведущий автор новой научной работы Мартийн Оэй из Калифорнийского технологического института (США). 

Самые большие из когда-либо обнаруженных джетов вырываются из нижней и верхней частей сверхмассивной черной дыры. Они, как предположили исследователи, начали формироваться, когда Вселенной было около 6,3 миллиарда лет — то есть примерно 7,5 миллиарда лет назад. 

Открытие удалось совершить с помощью низкочастотного радиоинтерферометра LOFAR, расположенного в Нидерландах. Его высокая чувствительность и разрешение позволяют изучать слабые и протяженные радиоструктуры во Вселенной. 

Чтобы подробнее изучить галактику — хозяйку сверхмассивной черной дыры, астрофизики задействовали гигантский радиотелескоп Metrewave (GMRT) в Индии и обсерваторию WM Keck на Гавайях. Совокупность этих инструментов позволила получить детальные изображения и данные о структуре и свойствах джетов.

Теперь ученые планируют провести дополнительные наблюдения и моделирование, чтобы понять механизмы, позволяющие джетам сохранять стабильность на таких масштабах.

«Как эти джеты могут сохранять свою когерентность на столь огромных расстояниях, остается загадкой», — признали исследователи.