VIDEO: Najveći mlazovi crne rupe dosad viđeni

Međunarodni tim astronoma pod vodstvom Martijna Oeia, postdoktoranda s američkog sveučilišta Caltech, uočio je najveće mlazove crne rupe do sada viđene koji iznose 140 promjera Mliječne staze.

Mlazna megastruktura, nazvana Porfirion po divu iz grčke mitologije, datira iz vremena kada je naš svemir bio star 6,3 milijarde godina, ili manje od polovine njegove sadašnje starosti od 13,8 milijardi godina. Ovi žestoki odljevi, s ukupnom izlaznom snagom koja je jednaka bilijunima sunaca, izbijaju iznad i ispod supermasivne crne rupe u srcu udaljene galaksije.

Prije Porfirionovog otkrića, najveći potvrđeni mlazni sustav bio je Alkinej, također nazvan po divu iz grčke mitologije, kojeg je 2022. godine otkrio isti tim koji je pronašao Porfiriona, a obuhvaća otprilike 100 Mliječnih staza. Usporedbe radi, dobro poznati glavni mlazni sustav Centaurus A, najbliži takav sustav Zemlji, proteže se preko 10 Mliječnih staza.

Najnovije otkriće sugerira da su ovi divovski mlazni sustavi možda imali veći utjecaj na formiranje galaksija u mladom svemiru nego što se dosad vjerovalo. Porfirion je postojao tijekom rane epohe kada su pramenovi filamenata koji povezuju i hrane galaksije, poznati kao kozmička mreža, bili bliže jedno drugom nego što su sada. To znači da su golemi mlazovi poput Porfiriona dosegnuli veći dio kozmičke mreže u usporedbi s mlazovima u lokalnom svemiru.

"Astronomi vjeruju da se galaksije i njihove središnje crne rupe razvijaju zajedno, a jedan od ključnih aspekata toga je da mlazovi mogu širiti ogromne količine energije koje utječu na rast galaksija domaćina i drugih galaksija u njihovoj blizini", kaže koautor George Djorgovski, profesor astronomije i podatkovnih znanosti na Caltechu. "Ovo otkriće pokazuje da se njihovi učinci mogu proširiti mnogo dalje nego što smo mislili."

Iako su stotine velikih mlaznih sustava bile poznate prije promatranja Europskog radioteleskopa LOFAR (LOw Frequency ARray), smatralo se da su rijetki i u prosjeku manje veličine od tisuća sustava koje je otkrio radioteleskop, kao što objašnjavaju u ovom videu.

"Ogromni mlazovi bili su poznati prije nego što smo započeli istraživanje, ali nismo imali pojma da će ih biti toliko", kaže Martin Hardcastle, drugi autor studije i profesor astrofizike na Sveučilištu Hertfordshire u Engleskoj. "Obično kada dobijemo novu sposobnost promatranja, kao što je LOFAR-ova kombinacija širokog vidnog polja i vrlo visoke osjetljivosti na proširene strukture, pronađemo nešto novo, ali svejedno je bilo vrlo uzbudljivo vidjeti pojavu tolikog broja ovih objekata."

Za sustavnu potragu za skrivenijim mlazovima, tim je okom pregledao radio slike, upotrijebio alate za strojno učenje kako bi skenirao slike u potrazi za znakovima nadolazećih mlazova i zatražio pomoć znanstvenika iz cijelog svijeta da dodatno promotre slike. Rad koji opisuje njihovu posljednju seriju divovskih istjecanja, koja sadrži više od 8000 parova mlaznica, prihvaćen je za objavljivanje u časopisu Astronomy & Astrophysics.

Kako bi pronašli galaksiju iz koje potječe Porfirion, tim je koristio Giant Metrewave Radio Telescope (GMRT) u Indiji zajedno s pomoćnim podacima iz projekta pod nazivom Dark Energy Spectroscopic Instrument (DESI), koji djeluje iz američke Nacionalne zvjezdarnice Kitt Peak u Arizoni. Promatranja su odredila mjesto gdje se nalaze mlaznice u velikoj galaksiji koja je oko 10 puta masivnija od naše Mliječne staze.

Tim je potom upotrijebio opservatorij WM Keck na Havajima kako bi pokazao da je Porfirion udaljen 7,5 milijardi svjetlosnih godina od Zemlje. "Do sada se činilo da su ovi divovski mlazni sustavi fenomen nedavnog svemira", kaže Oei. "Ako udaljeni mlazovi poput ovih mogu doseći razmjere kozmičke mreže, onda je svako mjesto u svemiru možda bilo pod utjecajem aktivnosti crne rupe u nekom trenutku kozmičkog vremena", dodaje Oei.

Promatranja iz Kecka također su otkrila da je Porfirion nastao iz onoga što se naziva aktivna crna rupa radijacijskog načina rada, za razliku od one koja je u stanju mlaza. Kada supermasivne crne rupe postanu aktivne, drugim riječima, kada njihove goleme sile gravitacije povuku i zagriju okolni materijal - smatra se da emitiraju energiju u obliku zračenja ili mlazova. Crne rupe zračenja bile su češće u mladom, ili dalekom svemiru, dok su one mlaznog oblika češće u današnjem svemiru.

Činjenica da je Porfirion nastao iz radijacijske crne rupe bila je iznenađenje jer astronomi nisu znali da ovaj način može proizvesti tako ogromne i snažne mlazove. Štoviše, budući da se Porfirion nalazi u dalekom svemiru u kojem obiluju radijacijske crne rupe, otkriće implicira da bi moglo biti još mnogo kolosalnih mlaznica koje treba pronaći.

"Možda gledamo na vrh ledenog brijega", kaže Oei. "Naše istraživanje LOFAR-a pokrilo je samo 15 posto neba. A većinu ovih divovskih mlaznica vjerojatno je teško uočiti, pa vjerujemo da postoji mnogo više ovih behemota."