Надмасивні чорні діри можуть мати набагато сильніший вплив на навколишнє середовище, ніж вчені думали раніше. Нові спостереження показують, що вітри, спричинені цими масивними об’єктами, можуть переносити енергію приблизно на 300 000 світлових років, виходячи далеко за межі галактик, у яких вони розташовані.

Дослідники виявили, що енергія, пов’язана з цими вітрами, приблизно в 100 разів більша, ніж передбачалося раніше, показуючи, що чорні діри можуть впливати на величезні регіони Всесвіту у справді величезних масштабах.

«Відомо, що чорні діри всмоктують матерію, але вони також можуть викидати газ у вигляді потужних вітрів», — говорить Сатоші Ямада, доцент Інституту міждисциплінарних наук Університету Тохоку (FRIS). «Вважалося, що ці вітри містяться в галактиках, але наше дослідження показує, що їх сили набагато сильніші, ніж вважалося раніше».

XRISM ближче розглядає далекі квазари

Ямада та його колеги, включаючи дослідників з Університету Канадзава та Токійського столичного університету, досліджували квазар H1821+643 за допомогою рентгенівського астрономічного супутника XRISM. Цей об’єкт знаходиться в сузір’ї Дракона, приблизно в 3,4 мільярда світлових років від Землі.

Квазари – надзвичайно яскраві космічні об’єкти, які рухаються надмасивними чорними дірами, які активно споживають газ. Коли матерія падає на чорну діру, вона вивільняє величезну кількість енергії, що робить квазари видимими на великих відстанях.

Швидко зростаюча чорна діра в центрі H1821+643 розташована в скупченні галактик. Там він розбурхує навколишній гарячий газ і випромінює рентгенівське випромінювання. Щоб виміряти, як цей газ рухався, дослідники проаналізували лінії випромінювання, створені іонами заліза.

Турбулентність чорної діри виходить за межі галактики

Високоточні вимірювання XRISM показують, що надзвичайно гарячий газ, який оточує чорну діру, не є статичним. Навпаки, турбулентність спричиняє його бурхливе поширення на широку територію.

Дослідники також виявили, що цей потік газу виходить за межі головної галактики чорної діри, досягаючи відстані приблизно 300 000 світлових років. Що ще більш дивно, енергія, що міститься в турбулентності, була приблизно в 100 разів більшою, ніж передбачалося раніше.

Ця кількість енергії порівнянна з виходом мільярдів наднових, потужних вибухів, які відбуваються, коли певні зірки досягають кінця свого життя.

«Ми вперше показали, що чорні діри впливають на ширше космічне середовище через ударні хвилі дивовижної потужності», — додав Ямада. «Чорні діри є основними рушійними силами потоку газу та руху у Всесвіті, транспортуючи величезну кількість енергії в різні регіони Всесвіту».

Більша роль чорних дір у Всесвіті

Отримані дані свідчать про те, що надмасивні чорні діри не просто поглинають матерію поблизу. Вони також можуть посилати енергію та газ далеко в навколишній Всесвіт, потенційно допомагаючи формувати середовище навколо галактик і скупчень галактик.

Деталі дослідження були опубліковані в журналі природна астрономія.

Очікується, що майбутні спостереження дадуть більш чітку картину того, як чорні діри впливають на оточення та як матерія та елементи рухаються різними регіонами Всесвіту.