Астрономы наблюдают черную дыру с космическими крыльями

Кто знал, что язык дракона может быть таким длинным?

На прошлой неделе астрономы объявили, что они обнаружили черную дыру, излучающую энергию на 23 миллиона световых лет межгалактического пространства. Самая большая молния, когда-либо виденная в небе, состоит из двух струй, стреляющих в противоположных направлениях — примерно в 140 раз длиннее Млечного Пути и более чем в 10 раз больше расстояния от Земли до Андромеды, ближайшей большой спиральной галактики.

Последующие наблюдения с помощью оптических телескопов определили, что взрыв произошел в галактике на расстоянии 7,5 миллиардов световых лет от нас, которая существовала, когда возраст Вселенной был меньше половины ее нынешнего возраста в 14 миллиардов лет. В центре этой галактики находилась черная дыра, излучающая энергию, эквивалентную энергии более чем триллиона звезд.

«Млечный Путь станет крошечной точкой в ​​этих двух гигантских взрывах», — сказал Мартин Уй, научный сотрудник Калифорнийского технологического института. Доктор Оой возглавил команду, сделавшую это открытие. Об этом было упомянуто в журнале Nature. 18 сентября об открытии было объявлено на обложке журнала с иллюстрацией, напоминающей постер фильма «Звездные войны». Астрономы назвали черную дыру Порфирионом в честь гиганта из греческой мифологии, сына Геи, который сражался с богами и проиграл.

Это открытие поднимает новые вопросы о том, как эти черные дыры влияют на эволюцию и структуру Вселенной.

С говорит Джордж Джордовски, астроном из Калифорнийского технологического института, который был частью исследовательской группы, сказал: «Астрономы полагают, что галактики и их центральные черные дыры развиваются вместе, и ключевым аспектом этого является то, что струи могут распространять огромное количество энергии. это влияет на рост родительских галактик и других галактик, «близких к ней». «Это открытие показывает, что их эффекты могут распространяться дальше, чем мы думали».

Астрономы привыкли видеть струи, вылетающие из центров галактик. Но доктор Оой сказал, что большинство джетов не выходят за пределы родительской галактики.

«Порфирийцы показывают, что маленькие и большие вещи во Вселенной тесно связаны между собой», — добавил доктор Оой. Если бы струю уменьшили до размеров Земли, черная дыра имела бы всего двадцать десятых миллиметра в поперечнике. «Этот гигантский реактивный самолет действительно удивителен. Как будто одна амеба способна генерировать два мощных потока энергии размером с Землю», — сказал он.

Парадоксально, но черные дыры — космические ямы, из которых не может выбраться даже свет — могут быть самыми яркими объектами во Вселенной. Любой, кто пользовался вантузом, знает, что попытка слишком быстро вытолкнуть слишком много воды в канализацию может привести к ее переливанию, что может создать огромный беспорядок вокруг слива.

В случае черной дыры газы и другая материя приобретают энергию, когда их притягивает горячий диск, вращающийся вокруг ее края. Внутреннее давление этого аккреционного диска может выдавить часть энергии через космос.

Именно это происходит в центре M87, гигантской эллиптической галактики на расстоянии около 50 миллионов световых лет от Земли, из ее ядра исходит световая волна. В галактике есть черная дыра, в шесть миллиардов раз больше Солнца. (В 2019 году телескоп Event Horizon сделал свое первое изображение.) Но его струя простирается всего на 100 000 световых лет, прежде чем растворяется в комках радиошума.

В течение последних нескольких лет доктор Оой и его команда составляли карту неба, используя европейскую сеть радиоантенн, известную как LOFAR, сокращение от Low-Frequency Array. Команда собрала армию гражданских ученых, чтобы помочь изучить изображения. Они не искали гигантские струи черных дыр, но все равно их нашли. «Мы понятия не имели, что их так много», — сказал доктор Оой.

В 2022 году команда объявила, что нашла Шлейф плазмы длиной 16 миллионов световых летЭто примерно 100 ширины Млечного Пути. Они назвали его в честь Алкионея, еще одного древнегреческого гиганта, который боролся с богами (безуспешно) за господство над вселенной. Он был рекордсменом до эпохи Порфириона.

Больший самолет впервые заметил Эвин Гаст, студент Оксфордского университета, который присоединился к проекту доктора Оои после того, как его исследования в области археологии и древней истории были прерваны пандемией коронавируса.

«Ивин составил список особенностей дорожного покрытия в радионебе, который я затем проверял и подтверждал или исключал, используя дополнительные радио- и оптические данные», — сказал доктор Оой в электронном письме. «После обнаружения Порфириона мы были очень взволнованы. , но сначала было непонятно, из какой галактики на самом деле вышли джеты?

«После окончательного подтверждения гигантской природы самолетов Айвин воспользовался своим классическим опытом и предложил дать системе красивое имя Порфирион, которое она теперь носит», — добавил он.

Вопрос, который беспокоит нас сейчас, заключается в том, что Порфирион делает с остальной вселенной. Космологи обнаружили, что видимые элементы Вселенной организованы как сеть: галактики собраны в гигантские скопления и соединены друг с другом тонкими нитями, простирающимися через темные пустоты диаметром в десятки или даже сотни миллионов световых лет. Во времена Порфириона эта космическая паутина была вдвое меньше своего размера; Такие струи были бы достаточно большими, чтобы воздействовать на всю сеть, глубоко поражая пустоты и передавая туда энергию и тепло.

Астрономы говорят, что энергия, генерируемая этими струями, могла нагреть межзвездный газ и предотвратить его охлаждение и конденсацию в звезды. Другая возможность состоит в том, что джеты ответственны за распространение магнитных полей в пустотах. «Магнетизм на нашей планете позволяет жизни процветать, поэтому мы хотим понять, как он возник», — говорит доктор Оой.

Поиски новых гигантских самолетов продолжаются. На данный момент, просканировав около 15% неба, проект доктора Оои обнаружил 8000 гигантских джетов диаметром более трех миллионов световых лет. Он сказал, что к моменту завершения проекта его команда может обнаружить до миллиона гигантских джетов между Землей и Порфирионом.

«Я думаю, совершенно ясно, что то, что мы видим, на самом деле является лишь верхушкой айсберга», — сказал он.