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
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]
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]
(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

Ни одного резинового пассика: почему в деке «Вега МП-120» механику кассеты заменили тремя моторами

Детонометр при проверке типового одномоторного лентопротяжного механизма с пассиковым приводом на частоте 3150 Гц выдает средневзвешенное значение детонации от +-0,22% до +-0,3%. В заводском...

«Гинденбург» был наполнен водородом, но пассажирам разрешали курить

Перед посадкой на «Гинденбург» пассажиры сдавали спички и личные зажигалки. На борту при этом существовала отдельная курительная комната — с мягкой мебелью, баром по соседству и окнами,...

Ищем лучший процессор для бюджетного смартфона в 2026 году: хитрости времён кризиса

При выборе бюджетного смартфона стоит обращать внимание на модель процессора. Какой смысл от хорошей камеры или долгого времени работы, если смартфон не способен «потянуть» даже базовые задачи? Тогда

Птенцы казарки прыгают со скал, ещё не умея летать. Почему родители гнездятся так высоко?

В первые дни жизни птенцу белощёкой казарки нужно сделать то, на что не решился бы человек: покинуть гнездо на скальной полке и спуститься к родителям. Иногда между гнездом и...

2 жителя на 100 км²: как в таких условиях работает транспорт Эвенкии

Эвенкия — место удивительное. Здесь суровая природа, богатая история и особая культура коренных народов. Она занимает территорию площадью около 767,6 тысяч квадратных километров (это...