Астрономы из Университета Тохоку и ряда других научных центров Японии выяснили, что энергия, разгоняемая сверхмассивной чёрной дырой, распространяется далеко за пределы её родной галактики. Наблюдения показали, что зона влияния таких потоков простирается примерно на 300 тысяч световых лет, а переносимая ими энергия примерно в 100 раз превышает прежние оценки. Это ставит под сомнение представление о том, что ветры чёрных дыр ограничены только их галактикой.
«Чёрные дыры известны в основном тем, что поглощают материю, но они также выбрасывают газ в виде мощных ветров, — приводит слова помощника профессора Института передовых междисциплинарных исследований (FRIS) Университета Тохоку Сатоси Ямады SciTechDaily. — Считалось, что эти ветры заключены внутри галактики, однако наше исследование показало, что сила их воздействия значительно больше, чем предполагалось ранее».
Учёные изучали квазар H1821+643 с помощью рентгеновского астрономического спутника XRISM. Этот объект расположен в созвездии Дракона на расстоянии около 3,4 миллиарда световых лет от Земли и представляет собой чрезвычайно яркий источник, питаемый сверхмассивной чёрной дырой, которая активно поглощает газ. Быстро растущая чёрная дыра находится в центре скопления галактик и приводит в движение окружающий горячий газ, излучающий в рентгеновском диапазоне. Чтобы измерить перемещение этого газа, исследователи проанализировали линии излучения ионов железа.
Высокоточные измерения XRISM показали, что раскалённый газ вокруг чёрной дыры отнюдь не неподвижен. Турбулентность с огромной силой разбрасывает его на обширной территории, а поток выходит за пределы галактики-хозяина на расстояние порядка 300 тысяч световых лет. Переносимая турбулентностью энергия оказалась примерно в 100 раз больше, чем считалось ранее, и сопоставима с энергией нескольких миллиардов взрывов сверхновых — вспышек, которыми завершается жизнь массивных звёзд.
«Впервые нам удалось показать, что чёрные дыры влияют на более широкое космическое окружение посредством ударной волны поразительной мощности, — добавил Ямада. — Чёрные дыры являются ключевыми двигателями газовых потоков и движения в космосе, перенося огромные объёмы энергии в разные области Вселенной».
Дальнейшие наблюдения, как ожидается, позволят получить более ясную картину того, как чёрные дыры воздействуют на окружающее пространство и как материя и химические элементы циркулируют в космосе. Результаты исследования опубликованы в журнале Nature Astronomy.