Яркое как 10 триллионов Солнц: астрономы обнаружили мощное извержение черной дыры

Гигантские энергетические струи сверхмассивных черных дыр из ранней Вселенной стали видны только потому, что они светятся в реликтовом излучении, первом свете Вселенной. При этом каждая струя больше чем наша галактика в 3 раза и выходит почти со скоростью света. Исследование опубликовано на сервере препринтов arXiv, пишет Space.

У Фокус. Технологии появился свой Telegram-канал. Подписывайтесь, чтобы не пропускать самые свежие и захватывающие новости из мира науки!

Астрономы провели исследование двух квазаров из ранней Вселенной. Квазары — это сверхмассивные черные дыры, которые окружены очень ярким аккреционным диском (из него материя попадает в черную дыру), а потому часто затмевают своим светом излучение всех звезд в галактике. При этом квазары выпускают длинные струи излучения и энергии, которые выходят перпендикулярно аккреционному диску.

Астрономы увидели у двух квазаров, которые находятся на расстоянии 11,6 и 11,7 млрд световых лет от нас, по одной струе, каждая из которых имеет длину примерно 300 000 световых лет. Это значит, что каждая струя в три раза больше диаметра нашей галактики Млечный Путь. При этом высокоэнергетические частицы внутри струи вылетают со скоростью, которая составляет от 92% до 98% скорости света (скорость света – 300 000 км/с).

Сверхмассивные черные дыры выбросили эти струи, когда Вселенной было 3 миллиарда лет, в период, когда галактики и их центральные черные дыры росли с огромной скоростью. Ученые говорят, что понимание природы этих квазаров поможет понять, как они влияли на рост своей галактики и среду, в которой они находились.

На фотографии можно увидеть струю квазара J1610+1811, который находится ближе к нам. Тонкая тусклая фиолетовая линия тянется от ярко-белого ядра квазара к верхнему правому углу, заканчиваясь небольшим ярким пятном.

Второй квазар, под названием J1405+0415, расположенный дальше от нас, также имеет очень мощную струю. Высокоэнергетические частицы внутри этой струи вылетают со скоростью, которая составляет от 95% до 99% скорости света.

Эти струи черных дыр остаются видимыми на протяжении миллиардов световых лет и светятся в рентгеновском диапазоне благодаря взаимодействию с реликтовым излучением. Это слабый свет от Большого взрыва, который остался после того, как Вселенная достаточно остыла, чтобы свет звезд впервые смог свободно перемещаться, что ознаменовало конец космических темных веков.

Когда формировались эти струи, реликтовое излучение было намного плотнее, чем сегодня, заполняя пространство низкоэнергетическими фотонами (частицами света). По мере того, как электроны в струях устремлялись наружу со скоростью, близкой к скорости света, они врезались в реликтовые фотоны, что позволило струям светится в рентгеновском диапазоне. Этот процесс делает их видимыми через несмотря на их близость к ослепительным ядрам квазаров.

Особенно астрономов заинтересовала струя квазара J1610+1811, которая переносит примерно половину энергии, чем весь свет, излучаемый материей, которая вращается вокруг черной дыры. Расчеты показывают, что эта энергия эквивалентна энергии 10 триллионов Солнц.

Новое исследование может помочь понять, почему квазары и другие сверхмассивные черные дыры росли быстрее и становились огромными в этот период, чем в любой другой момент в истории Вселенной.

Как уже писал Фокус, ученые считают, что под черные дыры маскируются гипотетические проходы сквозь пространство-время, известные как червоточины. То есть некоторые черные дыры на самом деле не являются поглотителями материи, а представляют собой порталы в другие части Вселенной.

На изображении квазара струя показана фиолетовым цветом, но, как уже писал Фокус, ученые говорят, что на самом деле фиолетового цвета не существует. Мы его можем видеть благодаря нашему мозгу.