Невиданный монстр. Сверхмассивная черная дыра породила галактическую структуру феноменальных размеров

Международная группа астрофизиков обнаружила сверхмассивную черную дыру, которая образовала самую большую структуру галактического происхождения, которую мы когда-либо видели.

Реактивные струи, выбрасываемые черной дырой, охватывают в общей сложности около 7 мегапарсек пространства-времени. Это невероятные 23 миллиона световых лет от края до края (140 Млечных путей!), что делает его важной частью космической паутины, связывающей Вселенную.

100 зірок Instagram: NV називає найпопулярніших українців інтернету

Читайте про це в журналі NV №5, що можна придбати тут

Топ-50 найбільших приватних інвесторів України за час великої війни

Читайте про це в журналі NV №5, що можна придбати тут

Ми – як той гладіатор на арені, що думає, що усі погляди спрямовані на нього. Але більшість цікавиться тим, що відбувається в імператорській ложі
Віталій Портников, публіцист

Повне інтерв’ю з ним читайте в журналі NV №5, що можна придбати тут

Моя фінансова історія не залежить від боксу вже після першого бою з Ентоні Джошуа
Олександр Усик, перший абсолютний чемпіон світу у важкій вазі в історії українського боксу

Повне інтерв’ю з ним читайте в журналі NV №5, що можна придбати тут

Ученые назвали эту структура Порфирионом, в честь царя гигантов из греческой мифологии. и она охватывает.

«Порфирион показывает, что маленькие и большие вещи во Вселенной тесно связаны между собой. Мы наблюдаем одиночную черную дыру, которая создает структуру масштаба, подобного космическим нитям и пустотам», — поясняет астроном Мартин Оэй из Лейденского университета в Нидерландах, один из авторов исследования, в интервью ScienceAlert.

Если мы уменьшим джеты до размеров Земли и черной дыры соответственно, то размер черной дыры составит 0,2 миллиметра. Это размер амебы или клеща на вашей коже, поясняет Оэй.

Так что эти гигантские струи просто невероятны. Это как если бы одна амеба смогла породить мощный фонтан энергии размером со всю Землю, рассуждает ученый.

Как такое возможно?

Что обнаружили ученые

Результаты исследования группы ученых из Лейденского университета в Нидерландах и Калифорнийского технологического института опубликованы в журнале Nature.

С одной стороны, ученые уже давно видели, насколько гигантскими могут быть джеты (реактивные струи) от черных дыр.

С другой стороны, масштабы данного открытия потрясают. В соседней галактике Альционеус есть черные дыры с джетами, которые простираются на 16 млн световых лет, но феноменальные 23 млн у вновь открытого феномена потрясают еще больше.

И вновь заставляют задуматься о тех механизмах, которые формируют джеты.

Мы знаем, что при питании черной дыры часть материала с внутреннего обода диска, который закручивается вокруг черной дыры и падает на нее, отводится и ускоряется вдоль линий магнитного поля к полюсам. Оттуда он выбрасывается в космос в виде мощных струй плазмы и магнитного поля, летящих со значительной скоростью, превышающей скорость света.

Но откуда берутся настолько большие джеты?

Во-первых, чтобы генерировать такие огромные джеты, черная дыра должна непрерывно питаться — что подразумевает наличие огромного резервуара материала — в течение примерно миллиарда лет, а это не типично.

Хотя, очевидно, не невозможно, ведь мы смотрим на полученные результаты прямо сейчас.

Другое дело — длина струй. Мы заглядываем на 7,5 миллиарда лет в прошлое, чтобы увидеть Порфирион — время, когда межгалактическое пространство было более плотным, чем сейчас. Чем длиннее джет, тем более нестабильным он становится. А как только появляется нестабильность, джет должен начать рассыпаться.

Как джеты Альционы и Порфириона оставались стабильными на таких огромных расстояниях в пространстве-времени, остается загадкой.

Анатомия космической паутины

Соседство двух таких образцов гигантских — и самое главное, стабильных — джетов может свидетельствовать о том, что они на самом деле являются нормой для Вселенной.

Мы думали, что это невозможно, а это нормально — вполне обыденная эволюция наших представлений, о том, на что способен космос.

Но прежде, чем зафиксировать такой вывод, с джетами Альционеуса и Порфириона нужно окончательно разобраться.

«И теоретические рассчеты, и компьютерное моделирование джетов, показывают, что это — нестабильные структуры, — поясняет Оэй. — Как только в них возникают возмущения, эти возмущения только возрастают, а не уменьшаются».

В конечном итоге, это неумолимо ведет к разрушению джетов. Учитывая, что источники «сырья» для них не бесконечны, все это устанавливает некие пределы для роста джетов. «Но мы до сих пор не понимаем, где именно эти пределы проходят», — констатирует исследователь.

Но изучение джетов наводит и на другие мысли.

Они могут дать нам некоторые подсказки о том, как устроена Вселенная.

По мнению ученых, в каждую эпоху пространства-времени существует структура, называемая космической паутиной.

Космическая паутина — это «скелет» нашей Вселенной, система «нитей», которая своим гравитационным воздействием определяет движение материи внутри него.

Она состоит как из обычной, так и темной материи — загадочного компонента космоса, который ученые еще ни разу не сумели увидеть.

Фактически гипотеза о существовании темной материи поддерживается за счет наблюдения за движением материи во Вселенной; то есть должно существовать нечто, чтобы наш мир существовал именно в том виде, каким мы его видим. Именно этим и есть эта загадочная темная материя, которая якобы существует, но мы ее не можем увидеть.

Космическая паутина является самой большой структурой нашей Вселенной. В точках переплетения «паутинок» существуют скопления галактик, которые собираются вокруг космических пустот диаметром в миллионы световых лет.

Паутина выглядит как узлы скоплений галактик, где эти нити встречаются, и огромные пустоты между нитями.

Вот что показывают расчеты параметров Порфириона.

Длина струй составляет примерно 66% от радиуса пустоты, в которой Порфирион находился в тот момент времени.

Это позволяет предположить, что эти мегаструи могут играть определенную роль в формировании космической паутины.

По мнению исследователей, они могут быть ответственны за странные высокие температуры, ранее обнаруженные в пустотах, и структуры магнитного поля, обнаруженные в них. Эти особенности могли быть созданы джетами.

Авторы работы предполагают, что черные дыры — довольно частое явление в ранней Вселенной — с помощью своих джетов играли важную роль в формировании космической паутины.

Исследователи также считают, что даже в более поздний период времени космос может изобиловать такими галактиками.

«Я думаю, что галактики с гигантскими джетами встречаются чаще, чем мы думаем», — говорит Оэй.

Почему же мы тогда их не обнаруживаем? Ученый приводит неожиданный аргумент в пользу своей точки зрения.

Оэй считает, что гигантские джет-системы становится труднее наблюдать, когда они увеличиваются в размерах. Кроме того, их труднее наблюдать в более далекой Вселенной.

Поэтому количество обнаруженных гигантских струй на данный момент ограничено нашими инструментальными возможностями. Как только в ближайшие несколько лет инструменты улучшатся, я ожидаю, что будет найдено гораздо больше галактик с гигантскими джетами.