Дослідники виявили найшвидший вітер поблизу надмасивної чорної діри, будь-коли зафіксований в ультрафіолетовому діапазоні. Потоки газу мчать зі швидкістю 30 % від швидкості світла. Це відкриття може допомогти зрозуміти, як активні галактичні ядра впливають на галактики довкола себе.
Рекорд швидкості
Команда під керівництвом дослідників Йоркського університету вивчала об’єкт J2318 у сузір’ї Пегаса. Квазари утворюються, коли речовина закручується у спіраль і падає на надмасивну чорну діру, формуючи надзвичайно гарячий акреційний диск, який може бути більшим за орбіту Землі навколо Сонця. Його температура може значно перевищувати температуру поверхні Сонця, а випромінювання найяскравіших квазарів можна спостерігати майже через весь видимий Всесвіт.
Чорна діра в центрі J2318 має масу 1,7 млрд сонячних. Це не виняткові параметри для квазара, однак пов’язаний із ним вітер виявився безпрецедентним. В ультрафіолетовому діапазоні подібних швидкостей досі не реєстрували.
Як світло розганяє газ
На відміну від земних вітрів, які виникають унаслідок різниці атмосферного тиску, квазарний вітер розганяється самим світлом. Фотони стикаються з атомами газу або поглинаються ними, передаючи їм імпульс. Квазари випромінюють таку кількість фотонів, що сумарний ефект цих мікровзаємодій прискорює речовину до колосальних швидкостей.
Однак тут є принципова складність. Ті самі фотони здатні зривати електрони з атомів, роблячи газ невидимим для спостерігачів. Як газ розганяється до таких швидкостей, водночас зберігаючи іони вуглецю і кремнію доступними для виявлення, дослідники поки що не можуть пояснити повністю.
Двадцять років спостережень
Відкриття спиралося на архіви Слоанівського цифрового огляду неба (SDSS), міжнародного проєкту спостережень за небом, що ведеться з 1998 року. Студентка магістратури Маріанна Велтрі виявила J2318 як потенційно цікавий об’єкт у 2023 році, ще навчаючись на бакалавраті. Після аналізу спектрів з’ясувалось, що вітер у цьому квазарі б’є рекорд в ультрафіолетовому діапазоні. Підтвердження отримали за допомогою восьмиметрового телескопа імені Фредерика К. Ґіллета (Gemini North) на Гаваях.
Виміри яскравості J2318 за 20 років спостережень засвідчили, що об’єкт повільно змінюється так само, як інші квазари. Тільки детальний спектральний аналіз розкрив рекордну швидкість вітру. Зміна поглиненого світла в різні моменти спостережень вказує, що умови у вітрі з часом змінюються.
Зв’язок між ядром і галактикою
Такі екстремальні потоки речовини переносять колосальну кількість енергії та здатні впливати на галактики довкола активного ядра. Це так зване зворотне зв’язування між активним ядром галактики і рештою зоряної системи десятиліттями враховують у комп’ютерних симуляціях формування галактик. Проте спостережних даних для перевірки цих моделей досі бракує.
Пошук ще швидших ультрафіолетових вітрів від квазарів триває. За словами авторів, знайти потік швидший за J2318 буде непросто, але команда продовжує огляд від найближчих куточків Всесвіту до найдальших доступних для спостереження.
Джерело: phys.org
