Ураган 79-й категории: астрономы зафиксировали самый быстрый ультрафиолетовый ветер от сверхмассивной черной дыры

Группа астрофизиков из Йоркского университета обнаружила рекордно быстрый ультрафиолетовый ветер, дующий от сверхмассивной черной дыры в центре далекого квазара. Скорость газового потока достигает 30% от скорости света, что делает его самым быстрым из когда-либо зарегистрированных в ультрафиолетовом диапазоне. Результаты этого открытия, меняющего представления о поведении материи в окрестностях черных дыр, были опубликованы в научном журнале The Astrophysical Journal.

В центре внимания исследователей оказался квазар с именем J2318, расположенный в созвездии Пегаса. Как и многие подобные объекты, он представляет собой раскаленный диск из газа и пыли, который вращается вокруг черной дыры чудовищной массы, в 1,7 миллиарда раз тяжелее Солнца.

Однако если сама по себе черная дыра ничем не примечательна для ученых, то исходящий от нее ветер оказался настоящей аномалией. Газ движется не наружу, а в сторону наблюдателя с невероятной скоростью — около 90 тысяч километров в секунду. Для сравнения, профессор Патрик Холл, один из авторов работы, образно называет этот поток ураганом 79-й категории, подчеркивая, что на Земле не существует ничего даже отдаленно похожего. (каждая категория урагана примерно на 20% быстрее, чем категория ниже).

Открытие стало возможным благодаря многолетним наблюдениям в рамках проекта Sloan Digital Sky Survey (SDSS), в котором активно участвуют студенты и профессора из разных стран. Именно студенты сыграли ключевую роль: сначала аспирантка Марианна Велтри обратила внимание на необычные характеристики квазара, затем бакалавр Цзэчжоу Чжу разработал программное обеспечение для анализа данных, а ведущий автор Лукас Ситон интерпретировал результаты.

После этого канадские ученые задействовали восьмиметровый телескоп «Gemini North» на Гавайях, чтобы подтвердить рекордную скорость ветра. В отличие от земных воздушных потоков, которые возникают из-за перепадов давления, ветры квазаров разгоняются самим светом. Миллиарды фотонов сталкиваются с атомами газа, передавая им свой импульс, что в сумме и создает колоссальное ускорение.

Главная загадка для физиков заключается в том, как газ умудряется сохранять свою видимость при таких экстремальных скоростях. Фотоны настолько энергичны, что обычно выбивают из атомов все электроны, делая их невидимыми для телескопов, работающих в ультрафиолете.

Тем не менее в J2318 ученые все еще регистрируют характерные линии ионизированных углерода и кремния, что указывает на сложный и тонко сбалансированный процесс. Постоянный мониторинг яркости квазара на протяжении 20 лет показал, что сам объект ведет себя обычно, медленно меняя светимость, и лишь детальный спектральный анализ выдал наличие сверхбыстрого ветра.

В результате открытие самого быстрого ультрафиолетового ветра от квазара позволяет астрономам в деталях изучить так называемую обратную связь, процесс, при котором энергия, высвобождающаяся вблизи сверхмассивной черной дыры, влияет на всю родительскую галактику. Эти экстремальные выбросы могут разогревать или выдувать межзвездный газ, тем самым замедляя или полностью останавливая рождение новых звезд.

Таким образом, работа не только фиксирует рекорд, но и дает ключ к пониманию того, как черные дыры и галактики эволюционируют вместе на протяжении миллиардов лет. Поиски еще более быстрых потоков продолжаются, но побить достижение J2318 в ультрафиолетовом диапазоне будет сложно.

Присоединяйтесь к нам в соцсетях