Астрономи виявили рекордно потужні вітри від чорної діри, які на Землі могли б породити умовний ураган 79 категорії. Цей космічний шторм абсолютно не схожий на будь-які атмосферні явища нашої планети. Дослідники зафіксували віддалений квазар – активне ядро галактики, що живиться за рахунок поглинання матерії надмасивною чорною дірою. Цей об’єкт вивергає потоки газу з безпрецедентною швидкістю, яка сягає тридцяти відсотків від швидкості світла, що еквівалентно приблизно 323 млн км на годину. Цей показник є абсолютним рекордом серед усіх вітрів чорних дір, виявлених саме в ультрафіолетовому діапазоні хвиль.
Щоб дізнатись останні новини, слідкуйте за нашим каналом Google News онлайн або через застосунок.
Квазар, що працює завдяки гігантській чорній дірі, отримав позначення J2318. Його маса вражає, адже вона в 1,7 млрд разів перевищує масу нашого Сонця, а розташована ця система на відстані близько 3 млрд світлових років від Землі. Для об’єктів такого класу подібна маса є цілком звичною, проте швидкісні характеристики його вітрів виявилися аномальними, на що вказав Патрік Голл, який є науковим співробітником Йоркського університету та учасником дослідницької групи.
Читайте також: AERONAUT – про все, що літає вище землі: авіація, БПЛА та дрони, ракети та космос
Керівник наукового проєкту Люкас Сітон, який також представляє Йоркський університет, зазначив у своїй офіційній заяві, що з погляду швидкості цей потік газу можна умовно класифікувати як ураган 79 категорії. Він пояснив, що кожна наступна категорія земних буревіїв зазвичай перевищує попередню за швидкістю приблизно на 20%. Присвоєння такого екстремального індексу допомагає уявити колосальні масштаби явища, хоча, безумовно, ця космічна буря принципово відрізняється від усього, що фіксується в межах земної атмосфери.
Вважається, що в центрі кожної великої галактики розташована надмасивна чорна діра, чия маса вимірюється мільйонами або мільярдами сонячних мас. Проте далеко не кожен подібний космічний гігант здатний активувати квазар або породжувати настільки потужні газові викиди. Квазари спалахують лише тоді, коли центральні гравітаційні монстри виявляються оточеними величезними скупченнями газу та пилу, які формують так звані акреційні диски. Саме з цих дисків речовина поступово падає у чорну діру, підживлюючи її.
Маса, що в мільйони чи мільярди разів перевищує сонячну, створює неймовірне гравітаційне тяжіння. Через це всередині акреційних дисків виникають потужні приливні сили, які спричиняють колосальне тертя речовини, змушуючи її яскраво світитися практично в усьому електромагнітному спектрі. Одночасно з цим генероване випромінювання починає активно відштовхувати навколишню матерію від акреційного диска, формуючи інтенсивні потоки, відомі як вітри чорних дір.
За словами Люкаса Сітона, у квазарах часто спостерігаються ситуації, коли світло самого об’єкта виштовхує газові хмари геть від центральної чорної діри. У випадку з об’єктом J2318 рух цієї речовини чітко простежується в ультрафіолетовому спектрі, де швидкість потоків сягає третини від світлової. Науці відомі ще стрімкіш вітри, але їх фіксують виключно в рентгенівському діапазоні, тоді як J2318 залишається найшвидшим серед усіх, що коли-небудь виявляли саме завдяки ультрафіолетовим спостереженням.
Головна відмінність цих космічних штормів від звичних нам атмосферних вітрів на Землі полягає в тому, що вони рухаються під тиском радіації. Їх розганяють фотони – елементарні частинки світла, які стикаються з атомами газу, тоді як земні вітри виникають через коливання повітряного тиску.
Квазари випромінюють таку колосальну кількість фотонів, що безліч цих мікроскопічних поштовхів у сукупності розганяють газ до екстремальних швидкостей. Однак тут виникає серйозна проблема, оскільки світлові частинки також здатні повністю вибивати електрони з атомів, роблячи їх невидимими для приладів. Для вчених залишається великою загадкою, яким чином природі вдається прискорювати газ до таких показників, зберігаючи при цьому іони вуглецю та кремнію в тому стані, у якому їх фіксують телескопи.
Для розв’язання цієї наукової дилеми фахівці скористалися масивами даних, які були зібрані в рамках масштабного цифрового огляду неба Sloan Digital Sky Survey. Зокрема, залучалися матеріали спектроскопічного огляду часових доменів SDSS-IV та картографа чорних дір SDSS-V.
Люкас Сітон порівняв цей процес із веселкою, яка розкладає сонячні промені на різні кольори та довжини хвиль. Система SDSS аналогічним чином розщеплює випромінювання від зірок, далеких галактик і квазарів, перетворюючи його на спектри. Маючи відповідний досвід, студенти-астрономи вчаться розпізнавати серед цих спектральних ліній унікальні та нетипові квазари.
Саме такі деталізовані спектральні дані об’єкта J2318 допомогли вченим розгледіти надшвидкісні ультрафіолетові вітри. Вивчення подібних космічних потоків має критично важливе значення для розуміння еволюційних процесів у галактиках, оскільки саме через такі вітри надмасивні чорні діри здійснюють енергетичний обмін із навколишнім середовищем. Ця енергія здатна повністю виштовхнути за межі галактики газ і пил, які є будівельним матеріалом для створення нових зірок, тим самим зупиняючи процеси зореутворення.
Асоційований професор Вашингтонського університету в Ботhell Паола Родрігес Ідальго підкреслила, що ці екстремальні викиди несуть у собі колосальні запаси енергії, здатні кардинально впливати на галактичне оточення. Вони виступають у ролі своєрідної відсутньої ланки – того самого невловимого зворотного зв’язку між активним ядром галактики та всією іншою її частиною. Попри те, що цей механізм уже не одне десятиліття закладається в комп’ютерні моделі еволюції Всесвіту, науковцям потрібно виконати ще величезний обсяг роботи, щоб підтвердити його реальними спостереженнями та переконатися в коректності симуляцій.
Дослідники разом з іншими астрономами планують продовжувати пошуки аналогічних швидкісних вітрів у ультрафіолетовому спектрі, хоча вони сумніваються, що їм вдасться знайти об’єкт, який перевершить поточні показники J2318. Учений на прізвище Флорес підсумував, що виявити ультрафіолетовий викид, швидший за потік у J2318, буде вкрай складно, проте пошуки триватимуть як у відносно близьких куточках космосу, так і на найвіддаленіших межах осяжного Всесвіту.
Читайте також:
- Космічне чудовисько: James Webb розгледів приховані структури в серці галактики Messier 77
- Все про комп’ютери в космосі: Слабкість як перевага