Чорна діра з рекордними вітрами — яка їхня швидкість?
На нашій планеті нічого подібного не спостерігається.
Дослідники виявили квазар — або активне ядро галактики — яке живиться чорною дірою, що генерує вітри з рекордною швидкістю, яка становить 30% від швидкості світла або 323 мільйони кілометрів на годину. Це найшвидший вітер чорної діри, зафіксований в ультрафіолетовому спектрі, повідомляє Space.com.
Маса квазара J2318 у 1,7 мільярда разів перевищує масу Сонця, і він розташований на відстані трьох мільярдів світлових років від Землі. Як зазначив Патрік Голл з Йоркського університету, це досить звичайна маса для чорної діри, але швидкість вітрів є абсолютно незвичною.
«З точки зору швидкості, вітер цього квазара можна охарактеризувати як ураган 79-ї категорії. Кожна категорія урагану приблизно на 20% швидша, ніж попередня. Позначення “79” дає уявлення про його швидкість, але, звісно, цей вітер не має аналогів на Землі», – зазначив керівник групи та дослідник з Йоркського університету Лукас Сітон.
Маси, що в мільйони або мільярди разів перевищують масу Сонця, створюють неймовірні гравітаційні сили. Це означає, що в акреційних дисках можуть виникати потужні приливні сили, які викликають тертя і змушують їх яскраво світитися в усіх електромагнітних спектрах. Це випромінювання також відштовхує матерію від акреційних дисків у вигляді інтенсивних «вітрів» чорних дір.
«У квазарах ми часто спостерігаємо газові вітри, які відштовхуються від чорної діри під впливом світла квазара. Вітер у J2318 можна спостерігати в ультрафіолетовому спектрі зі швидкістю до 30% від швидкості світла. Ще швидші вітри можна зафіксувати в рентгенівському діапазоні, але J2318 є найшвидшим, коли-небудь виявленим в ультрафіолетовому спектрі», — зазначив Сітон.
Те, що вітри чорних дір викликані випромінюванням, яке відштовхується фотонами від атомів, робить їх унікальними і несхожими на будь-що, що спостерігається на Землі. «Квазари випромінюють таку кількість фотонів, що ці мікроскопічні імпульси накопичуються, призводячи до екстремальних швидкостей. Проблема в тому, що фотони також можуть видаляти всі електрони з атомів, роблячи їх невидимими. Як розігнати газ до спостережуваних нами швидкостей, зберігши при цьому видимі іони вуглецю та кремнію в цілості… це досить складне завдання!», — зазначив Сітон.
Щоб розгадати цю загадку, команда звернулася до даних спостережень, отриманих у рамках проєкту SDSS-IV Time-Domain Spectroscopic Survey та проєкту SDSS-V Black Hole Mapper, що є частиною ширшого проєкту Sloan Digital Sky Survey (SDSS).
«Подібно до того, як веселка розділяє сонячне світло на різні довжини хвиль і кольори, SDSS розділяє світло від певних зірок, галактик і квазарів на те, що ми називаємо їхніми спектрами. На основі цих спектрів, з практикою, студенти вчаться виявляти незвичайні квазари», — розповів Сітон.
І детальні спектри J2318 дозволили виявити високошвидкісні вітри цього квазара в ультрафіолетовому світлі.
Раніше вчені виявили у Чумацькому Шляху зірки, які, ймовірно, в минулому були частиною іншої галактики.