Астрономы обнаружили одну из самых мощных струй вещества, когда-либо наблюдавшихся у сверхмассивных черных дыр. Уникальное явление зафиксировали в период активного роста галактик, известный как "космический полдень".
Команда астрономов использовала данные рентгеновского телескопа Чандра и радиотелескопа VLA для изучения двух сверхмассивных черных дыр, расположенных на расстоянии около 11,6 миллиардов световых лет. В этот период истории Вселенной остаточное излучение от Большого взрыва было значительно плотнее, что позволило четче наблюдать редкие космические явления.
Обе черные дыры демонстрируют релятивистские струи - узкие пучки частиц, движущиеся почти со скоростью света. Длина этих выбросов превышает 300 тысяч световых лет. Особенно выделяется струя объекта J1610+1811, несущая колоссальную энергию – около половины от излучения всего аккреционного диска черной дыры.
Уникальность открытия заключается в том, что ученые смогли точно определить параметры движения струй. Частицы в них разгоняются до 92-99% скорости света. Для этого ученые разработали новый статистический метод, учитывающий эффекты специальной теории относительности Эйнштейна.
Техника анализа учитывает, что струи, направленные в сторону Земли, кажутся ярче из-за релятивистских эффектов. После 10 тысяч компьютерных симуляций ученые установили, что струи наблюдаются под углами около 9-11 градусов к линии зрения.
Открытие стало возможным благодаря взаимодействию частиц струи с реликтовым излучением. Электроны в выбросах сталкиваются с фотонами космического микроволнового фона, повышая их энергию до рентгеновского диапазона, который регистрирует Чандра.
Это исследование дает новое понимание процессов, происходивших в активных ядрах галактик в период их наиболее интенсивного роста. Ученые продолжат изучать подобные объекты, чтобы лучше разобраться в эволюции сверхмассивных черных дыр и их влияние на формирование галактик.