Ученые-астрофизики впервые зафиксировали интенсивные потоки плазмы, выбрасывающиеся из области вокруг сверхмассивной черной дыры, находящейся на удалении около 7,5 миллиарда световых лет от нашей планеты. Рекордные выбросы были засняты при помощи радиотелескопа LOFAR (Международная радиотелескопическая сеть LOw-Frequency ARray), расположенного в Нидерландах.
Джеты — это узкие потоки частиц, такие как ионы и электроны, которые выстреливают из черных дыр. Огромные магнитные поля, окружающие черные дыры, разгоняют эти потоки до скоростей, близких к скорости света. Джеты, сохраняющие свою структуру на протяжении миллионов лет, способны достигать огромных масштабов и оказывать влияние на распределение материи и магнитных полей в межгалактическом пространстве, известном как космическая паутина.
Ученые уже более столетия знакомы с явлением джетов, однако до недавнего времени полагали, что они не могут распространяться на значительные расстояния от своей точки образования. Согласно теоретическим моделям, предполагалось, что естественным ограничением для их расширения является около 16,3 миллиона световых лет (пять мегапарсек).
Результаты нового исследования, опубликованного в журнале Nature, новое открытие значительно расширило понимание астрофизиков относительно джетов, поскольку длина выявленной структуры оценивается приблизительно в 23 миллиона световых лет, или семь мегапарсек).
Эти два мощных выброса, устремляющиеся в бескрайний космос, получили название «Порфирион» – в ознаменование персонажа из греческой мифологии. По мнению ученых, их общая энергия сопоставима с энергией триллионов звёзд.
Согласно данным, полученным при изучении «Порфириона», струи играют значительную роль в создании и развитии Вселенной, подавляя рождение звёзд и выбрасывая в космическое пространство колоссальные объёмы вещества и энергии. Их мощь настолько велика, что они распространяются за пределы галактики, где расположена чёрная дыра, прорывая обширные участки космической структуры.
«„Порфирион“ демонстрирует, что между малыми и крупными объектами во Вселенной существует тесная взаимосвязь. Наблюдается одна черная дыра, формирующая структуру, сопоставимую по размерам с космическими нитями и пустотами», — отметил ведущий автор новой научной работы Мартийн Оэй из Калифорнийского технологического института (США).
Обнаруженные джеты, являющиеся самыми крупными из известных, исходят из верхней и нижней областей сверхмассивной черной дыры. По мнению ученых, они начали формироваться, когда Вселенной было приблизительно 6,3 миллиарда лет, или около 7,5 миллиарда лет назад.
Благодаря низкочастотному радиоинтерферометру LOFAR, расположенному в Нидерландах, стало возможным это открытие. Высокая чувствительность и разрешение инструмента позволяют исследовать слабые и протяженные радиообъекты в космическом пространстве.
Для более детального изучения галактики, в центре которой находится сверхмассивная черная дыра, астрофизики использовали гигантский радиотелескоп Metrewave (GMRT), расположенный в Индии, и обсерваторию WM Keck на Гавайях. Благодаря комплексному применению этих инструментов, удалось получить подробные изображения и информацию о структуре и характеристиках выбросов.
В настоящее время исследователи намерены выполнить дополнительные наблюдения и разработать модели для изучения процессов, обеспечивающих устойчивость джетов в столь больших размерах.
«Ученые отметили, что до сих пор неясно, каким образом этим струям удается поддерживать свою согласованность на таких значительных расстояниях.