Астрономите са открили отдалечен квазар, или активно ядро на галактика, който се захранва от супермасивна черна дупка, изхвърляща ветрове с рекордна скорост от 30% от скоростта на светлината, или около 323 милиона километра в час. Това е най-бързият вятър от черна дупка, наблюдаван конкретно в ултравиолетовия диапазон.

Квазарът, захранван от черна дупка, известен като J2318, има невероятна маса, 1.7 милиарда пъти по-голяма от тази на Слънцето, и се намира на около 3 милиарда светлинни години разстояние. Макар това да е доста типична маса за свръхмасивна черна дупка, скоростта на тези ветрове е всичко друго, но не и типична според член на екипа и изследовател от Йоркския университет Патрик Хол.

„По отношение на скоростта си вятърът на този квазар може да бъде наречен ураган от категория 79“, заявява ръководителят на екипа и изследовател от Йоркския университет Лукас Ситън. „Всяка категория ураган е с около 20% по-бърза от категорията под нея. Наричането му категория 79 дава представа колко бърз е, но разбира се, този вятър не прилича на нищо на Земята.“

Смята се, че всички големи галактики приютяват в сърцевината си свръхмасивна черна дупка с маса, милиони или дори милиарди пъти по-голяма от тази на Слънцето, но не всички тези космически титани захранват квазари или излъчват толкова невероятно мощни ветрове. Квазарите възникват, когато тези централни свръхмасивни черни дупки са заобиколени от огромни количества газ и прах, наречени акреционни дискове. Тези дискове постепенно захранват черните дупки.

Както можете да си представите, маси, милиони или милиарди пъти по-големи от тази на Слънцето, генерират невероятни гравитационни сили, а това означава, че акреционните дискове могат да имат свои собствени мощни приливни сили, които създават триене и ги карат да светят ярко в целия електромагнитен спектър. Това излъчване също изтласква материята от акреционните дискове под формата на интензивни „ветрове“ на черните дупки.

„В квазарите често наблюдаваме газови ветрове, изтласквани от черната дупка от светлината на квазара“, посочва Ситън. „Вятърът в J2318 може да се наблюдава в ултравиолетовия диапазон със скорости, достигащи до 30% от скоростта на светлината. В рентгеновия диапазон се наблюдават дори по-бързи ветрове, но J2318 е най-бързият, открит досега в ултравиолетовия диапазон.“

Фактът, че ветровете на черните дупки се задвижват от радиация, изтласквани от частици светлина, наречени фотони, които се отразяват от атомите (а не се причиняват от атмосферното налягане), е това, което прави тези космически бури толкова различни от атмосферните ветрове на Земята.

„Квазарите излъчват толкова много фотони, че тези миниатюрни тласъци се натрупват и достигат изключителни скорости“, продължава Ситън. „Проблемът е, че фотоните могат също така да отнемат всички електрони от атомите, правейки ги невидими. Как да ускорим газа до скоростите, които наблюдаваме, и в същото време да запазим видимите въглеродни и силициеви йони непокътнати. Това е истинска загадка.“

За да разреши тази загадка, екипът се обърна към данните от наблюденията, извършени в рамките на спектроскопското проучване в времевата област SDSS-IV и проекта за картографиране на черни дупки SDSS-V, които са част от по-широкомащабното проучване Sloan Digital Sky Survey (SDSS).

Точно както дъгата разпръсква слънчевата светлина в различни дължини на вълните, цветове, SDSS разпръсква светлината от определени звезди, галактики и квазари в това, което наричаме техните спектри. От тези спектри и след много практика учените се научават да откриват необичайни квазари.

Тези подробни спектри от J2318 разкриха високоскоростните ветрове на този квазар в ултравиолетовата светлина. Изследването на подобни ветрове от черни дупки е важно за разбирането на еволюцията на галактиките. Причината е, че именно чрез тези ветрове свръхмасивните черни дупки обменят енергия със своите галактически „домове“. По-конкретно, тази енергия може да отблъсне газа и праха, които служат като суровина за образуването на звезди, като по този начин потиска раждането на звезди в галактиките.

Екипът и други астрономи ще продължат да търсят високоскоростни ветрове от черни дупки в ултравиолетовия диапазон, но не са сигурни, че ще открият такива, които да са толкова бързи, колкото този от J2318.

Снимка: Unsplash/NASA/CXC/M. Weiss, Nahks Tr'Ehnl, Nurten Filiz Ak

Виж още: Eustella: Европейската алтернатива на ChatGPT от Виена, която поставя на първо място защитата на данните