Ярче 10 триллионов солнц: астрономы разглядели джет черной дыры в свете Большого взрыва

Пост опубликован в блогах iXBT.com, его автор не имеет отношения к редакции iXBT.com
| Мнение | Наука и космос

Представьте, что вы стоите в кромешной тьме и пытаетесь разглядеть крошечное пламя свечи. Задача не из легких, но выполнимая. А теперь вообразите, что прямо рядом с этой свечой кто-то включает ослепительный прожектор, направленный вам в лицо. Шансы увидеть свечу стремятся к нулю. Именно с такой, казалось бы, неразрешимой проблемой столкнулись астрономы, изучая далекие квазары — активные ядра галактик, сияющие ярче триллионов звезд.

Но, как это часто бывает в науке, там, где интуиция пасует, на помощь приходит физика. Недавнее открытие, сделанное с помощью космической обсерватории «Чандра», не просто позволило «увидеть свечу», но и раскрыло удивительный механизм, превращающий всю Вселенную в гигантский усилитель света.

Иллюстрация
Автор: ИИ Copilot Designer//DALL·E 3 Источник: www.bing.com
Окно в юность Вселенной

В центре внимания оказались два объекта, J1610+1811 и J1405+0415. Это не просто точки на карте космоса, а настоящие машины времени. Свет от них шел до нас более 11,5 миллиардов лет. Это значит, что мы видим их такими, какими они были, когда самой Вселенной исполнилось всего 3 миллиарда лет — по космическим меркам, она была еще «подростком».

Это была эпоха бурного роста. Галактики стремительно формировались, сталкивались, а в их центрах росли ненасытные монстры — сверхмассивные черные дыры. Поглощая газ, пыль и целые звезды, они разгорались так ярко, что затмевали свет всех звезд своей галактики вместе взятых. Такие объекты мы и называем квазарами.

От полюсов этих космических титанов вырываются джеты — узкие струи плазмы, летящие со скоростью, близкой к световой. И вот тут начинается самое интересное. Исследователи обнаружили, что джеты, исходящие от этих двух квазаров, имеют колоссальную протяженность — около 300 000 световых лет каждый. Это втрое больше диаметра нашего Млечного Пути! Но как их вообще удалось разглядеть на фоне слепящего квазара?

Изображения J1405+0415 (слева) и J1610+1811 (справа) в диапазоне 0,5-7 кэВ, полученные с помощью ACIS-S на телескопе Chandra, показаны с разрешением 0,246 пикселя, чтобы соответствовать пространственному разрешению радиоданных. Оба изображения отображены в логарифмическом масштабе, а цветовая шкала указывает количество импульсов на пиксель. Черный круг обозначает круговую область радиусом 0,95, используемую для извлечения спектра ядра. Радиоконтуры из новых наблюдений VLA на частоте 6 ГГц наложены на рентгеновские изображения. arXiv:2504.09676 [astro-ph.HE]
Автор: Jaya Maithil et al. Источник: arxiv.org
Невидимый прожектор: секрет реликтового излучения

В чем же фокус? Ответ кроется не в самих джетах, а в том, что их окружает. Вся Вселенная пронизана реликтовым излучением (или космическим микроволновым фоном) — это слабое, остывшее «эхо» Большого взрыва. Сегодня оно очень холодное и состоит из низкоэнергетических фотонов. Но в юной Вселенной это излучение было гораздо плотнее и горячее.

И вот что происходит: электроны, летящие в джете со скоростью 95-99% от скорости света, врезаются в эти фотоны реликтового излучения. Это похоже на игру в бильярд космического масштаба. Быстрый электрон (кий) бьет по медленному фотону (шару), передавая ему колоссальную часть своей энергии. В результате этого столкновения безобидный низкоэнергетический фотон превращается в мощный рентгеновский квант.

Именно этот «подсвеченный» рентгеновский свет и уловила обсерватория «Чандра». Получается, реликтовое излучение, обычно служащее лишь фоном, здесь сыграло роль гигантского прожектора, который проявил невидимые структуры. Без этого эффекта джеты остались бы незамеченными, полностью утонув в сиянии своих родительских квазаров.

(a) Изображение J1610+1811, полученное с помощью телескопа «Чандра». Контуры обозначают радиоизлучение на частоте 6 ГГц. Цветовая схема и масштаб аналогичны рисунку 2. Для извлечения поверхностной яркости струи и противоструи используются одиннадцать секторов с внутренним радиусом 0,5′′ и внешним радиусом 6,0′′. За исключением самого внешнего сектора, ширина которого составляет 1,00, все сектора имеют одинаковую ширину 0,45. (b) Яркость поверхности в зависимости от радиуса для струи в диапазоне энергий 0,5-7 кэВ (слева), 0,5-2 кэВ (в центре) и 2-7 кэВ (справа). Серая линия показывает уровень фона в каждом диапазоне энергий. (c) Яркость поверхности в зависимости от радиуса для противоположной струи в тех же энергетических диапазонах, что и выше. Примечание: подсчет в внутреннем кольце 0,5-0,95 угловой секунды моделируется с использованием AspectBlur = 0,20. Подсчет во всех других кольцах моделируется с использованием AspectBlur = 0,288. arXiv:2504.09676 [astro-ph.HE]
Автор: Jaya Maithil et al. Источник: arxiv.org
Двигатели мощностью в 10 триллионов солнц

Масштабы этого явления поражают воображение. Мощность одного только джета квазара J1610+1811 эквивалентна совокупному излучению 10 триллионов таких звезд, как наше Солнце. Это почти половина всей энергии, выделяемой материей, падающей в саму черную дыру. Представьте себе двигатель, выхлоп которого почти так же мощен, как и сам двигатель.

Эти джеты — не просто красивое зрелище. Они играют ключевую роль в эволюции галактик. Выбрасывая огромное количество энергии и вещества в окружающее пространство, они могут «выдувать» газ из галактики, останавливая звездообразование, или, наоборот, сжимать газовые облака, запуская рождение новых звезд. Понимание того, насколько мощными были эти процессы в ранней Вселенной, помогает нам собрать воедино историю формирования тех гигантских галактик, что мы видим сегодня.

Как метко выразилась руководитель исследования Джая Майтхил, эти квазары — «космические капсулы времени». Открытие показывает, что черные дыры в ту далекую эпоху могли оказывать на свое окружение куда более сильное влияние, чем считалось ранее. Они были не просто пассивными центрами притяжения, а активными скульпторами, ваявшими облик молодых галактик.

Каждая такая находка — это не столько точка в повествовании о Вселенной, сколько многоточие, открывающее путь к новым вопросам. Теперь у астрономов есть новый инструмент для изучения этих «темных веков» и понимания того, как из первобытного хаоса рождались упорядоченные и величественные структуры, которые мы наблюдаем вокруг.

4 комментария

Добавить комментарий

101249879524036945691@google
Кажется как будто свет а изображение как объяснить как будто он сам свет на картинке светится очень ярко притом что это лишь изображение, он как будто слепит слепит картинка
101166043307713139789@google
Кажется как будто свет а изображение как объяснить как будто он сам свет на картинке светится очень ярко притом что это лишь изображение, он как будто слепит слепит картинка

Набухался что-ли?🤣
101249879524036945691@google
Хах хыы))) вообще НЕТ, А ты по-видимому да
Д
«они могут «выдувать» газ из галактики, останавливая звездообразование, или, наоборот, сжимать газовые облака, запуская рождение новых звезд»
Т.е. один и тот же процесс производит к диаметрально разным следствиям. Действительно, «многоточие, открывающее путь к новым вопросам». Первый — где здесь логика? Но, не единственный.

Добавить комментарий

Сейчас на главной

Новости

Публикации

Почему картину Перова «Сельский крестный ход на Пасхе» запрещали на 40 лет

Картина Василия Григорьевича Перова (1833-1882) «Сельский крестный ход на Пасхе», написанная в 1861 году, стала одной из самых противоречивых работ русского реализма XIX века. В ней художник...

Обзор часов, которые всматриваются в тебя: CIGA Design продолжает свою культовую коллекцию «Черной дырой»

Бренд CIGA Design в свое время громко заявил о себе так называемой серией «U», в которой ключевой моделью стала Blue Planet с оригинальной концепцией и нестандартной индикацией времени. Часы...

Как сфотографировать нейтрино в 3D: физики впервые засняли треки частиц на оптическую камеру

Чтобы поймать нейтрино — частицу, способную пролететь сквозь свинцовую стену толщиной с Землю и ни за что не зацепиться — физикам нужны гигантские мишени. Речь идет о...

Утконос оказался еще страннее: почему на микроуровне его шерсть устроена как перья птиц

Утконос всегда занимал особое место в зоологии. С момента его описания в конце восемнадцатого века этот вид заставлял ученых пересматривать устоявшиеся правила классификации животных. Утконос...

Обзор SMSL PS200 Pro: грамотно звучащий ЦАП на актуальном железе

SMSL PS200 Pro — это недорогой современный ЦАП на актуальном железе. Технически он повторяет уже рассмотренный нами DO100 Pro, но скромнее по габаритам, легче и, что немаловажно, гораздо...

Игровой ноутбук Honor Win H9: что не так в шести вентиляторах и технологии «антиукачивания»

Компания Honor уже представила игровой ноутбук Win H9. В топовой версии новинка получила один из самых мощных процессоров в своем классе, но основной акцент при анонсе был сделал совсем на другом.