Введение

Супермассивные черные дыры, известные своей колоссальной гравитацией, способны поглощать все, что находится слишком близко, даже свет. Однако новое исследование показывает, что эти космические гиганты также могут выбрасывать огромное количество энергии, создавая мощные возмущения, которые распространяются на сотни тысяч световых лет в космосе.

Новые открытия о черных дырах

Исследование, возглавляемое Сатоши Ямадой из Университета Тохоку в Японии, показало, что ветры, возникающие от активно питающейся супермассивной черной дыры, оказываются в 100 раз мощнее, чем считали астрономы до сих пор. Эти выбросы энергии сопоставимы с несколькими миллиардами взрывов сверхновых, вызывая турбулентность в горячем газе на расстоянии около 300,000 световых лет — намного дальше границ самой галактики.

Изучение квазаров

Чтобы измерить масштабы этих выбросов, Ямада и его команда наблюдали за квазаром H1821+643, ярким объектом в созвездии Дракона, находящимся на расстоянии 3.4 миллиарда световых лет от Земли. Эта галактика, в которой расположен H1821+643, находится в центре плотного галактического скопления и содержит активную супермассивную черную дыру, масса которой оценивается в три-четыре миллиарда солнечных масс.

Методы исследования

Во время недельного наблюдения в сентябре 2024 года команда использовала XRISM, рентгеновский спутник, запущенный космическим агентством Японии в 2023 году, чтобы отслеживать химический состав ионизированных атомов железа в окружающем горячем газе. Анализируя, как свет от этих ионов железа растягивался и расширялся, исследователи смогли определить скорость движения газа и уровень турбулентности.

Энергия квазара и ее влияние

Наблюдения показали, что турбулентность обусловлена энергией, выделяемой квазаром, и ее влияние распространяется на расстояние около 300,000 световых лет от черной дыры. Это открытие продолжает многолетние наблюдения за H1821+643, который, по данным NASA, является ближайшим известным квазаром к Земле, находящимся в галактическом скоплении.

Интересные факты о черных дырах

В 2022 году было сделано одно из наиболее интригующих открытий: наблюдения за вращением черной дыры с помощью рентгеновской обсерватории NASA Чандра показали, что она вращается в два раза медленнее своих меньших аналогов, которые вращаются почти на скорости света. Это открытие вызывает вопрос: почему?

Гипотезы о вращении черной дыры

Согласно исследованию, одна из ведущих гипотез заключается в том, что такие гиганты, как H1821+643, в основном росли за счет многократных слияний с другими черными дырами, приходящими с разных направлений. Эти хаотичные столкновения могли неоднократно нарушать вращение черной дыры, вместо того чтобы постоянно увеличивать его через длительный аккреционный диск.

Заключение

Хотя точное происхождение медленного вращения остается открытым вопросом, влияние черной дыры явно выходит далеко за пределы ее родной галактики. «Впервые мы показали, что черные дыры влияют на более широкую космическую среду через ударную волну удивительной силы», — отметил Ямада. «Черные дыры являются ключевыми факторами в движении газов и энергии в космосе, транспортируя колоссальные объемы энергии в различные регионы Вселенной.» Эти результаты также были опубликованы в статье 28 июля в журнале Nature Astronomy.