Исследователи, применив данные рентгеновской обсерватории «Чандра» и радиотелескопа Karl G. Jansky Very Large Array (VLA), сообщили об обнаружении исключительно мощных струй, исходящих от сверхмассивных чёрных дыр на значительном удалении от Земли. Эти струи были выявлены в период, известный астрономам как «космический полдень», наступивший примерно через три миллиарда лет после Большого взрыва, когда формирование галактик и рост сверхмассивных чёрных дыр достигали своего апогея.
Такое открытие стало возможным благодаря характеристикам реликтового излучения (CMB) — остатков свечения Большого взрыва. В ту эпоху CMB было значительно плотнее, чем в настоящее время. Электроны в струях, движущиеся со скоростью 92-99% от световой, сталкивались с фотонами CMB, увеличивая их энергию до рентгеновского диапазона. Это позволило «Чандре» зафиксировать струи, несмотря на их огромное удаление — в 11,6 и 11,7 миллиардов световых лет соответственно. Длина самих струй превышает 300 000 световых лет.
Одна из струй (J1610+1811) обладает выдающейся мощностью, перенося около половины энергии от интенсивного излучения горячего газа, вращающегося вокруг чёрной дыры. Это открытие стало возможно благодаря высокому разрешению «Чандры», что позволило различить струи на фоне ярких квазаров — активных галактических ядер, питаемых сверхмассивными чёрными дырами.
Тем не менее, определение скорости и угла наклона струй к линии зрения Земли оказалось сложной задачей. Из-за эффекта релятивистского усиления, предсказанного теорией Эйнштейна, струи, направленные в сторону Земли, выглядят значительно ярче, чем те, что направлены в сторону. Учёные разработали свойственный статистический метод, учитывающий эту «предвзятость», что дало возможность с высокой точностью определить угол наклона струй: около 9 градусов для J1405+0415 и 11 градусов для J1610+1811.
Исследование демонстрирует потенциал современных методов анализа астрономических данных и расширяет понимание процессов, происходящих на начальных этапах развития Вселенной. Эти данные раскрывают невероятную силу и масштаб явлений, связанных с сверхмассивными чёрными дырами в эпоху «космического полудня».
Источник: iXBT
