Astronomové objevili kolosální výtrysky černé díry o délce 23 milionů světelných let

Astronomové objevili kolosální výtrysky černé díry, pojmenované Porphyrion, táhnoucí se 23 milionů světelných let napříč a daleko přesahující svou velikostí naši Mléčnou dráhu. Tento ohromující objev, uskutečněný pomocí radioteleskopů jako ASKAP a LOFAR, odhaluje, jak supermasivní černé díry vyvrhují výtrysky (tzv. jety), které se pohybují téměř rychlostí světla navzdory vesmírným překážkám. Zvláštní přímost a trvalá síla Porphyriona, který přežil asi 2 miliardy let, zpochybňuje současné chápání dynamiky černých děr a environmentálních faktorů, které je ovlivňují.

Objev gigantického výtrysku černé díry
Ve vzdáleném vesmíru byly objeveny největší známé výtrysky černé díry o velikosti 23 milionů světelných let. Tento pár částicových paprsků vyvrhovaných superhmotnou černou dírou je více než stokrát větší než naše Galaxie, Mléčná dráha.

V roce 2022 jsme oznámili objev jednoho z největších výtrysků černé díry na noční obloze, vyvrženého z (relativně) blízké galaxie s názvem NGC 2663. Pomocí CSIRO 's Australian Square Kilometer Array Pathfinder (ASKAP) v západní Austrálii jsme potvrdili, že jet NGC 2663 je jedním z největších na obloze. Jinými slovy, při pohledu ze Země se zdál být největší.

Představujeme Porphyrion: Kolosální fenomén
Nový výtrysk, oznámený v časopise Nature, byl svými objeviteli na Kalifornském technologickém institutu ve Spojených státech nazván „Porfyrion“ (obr v řecké mytologii). Ve skutečné velikosti převyšuje jet NGC 2663 a je více než 20krát větší – skutečný kolos.

Porphyrion nám může říci více o velkém ekosystému hmoty proudící uvnitř i vně galaxií. Ale tento výtrysk je nás také velkou záhadou: jak může být něco o délce 23 milionů světelných let téměř dokonale rovné?

Odhalení neviditelných kosmických sil
Porfyrion objevili astronomové pomocí Mezinárodního teleskopu LOFAR (LOw Frequency ARray), sítě rádiových senzorů se středem v Nizozemsku a táhnoucí se od Švédska po Bulharsko a od Irska po Lotyšsko. Radioteleskopy jako ASKAP a LOFAR mohou vidět světlo, které je našim očím neviditelné: rádiové vlny.

Co vůbec tento výtrysk spouští? Ve středu jetu vědci vidí galaxii a ve středu galaxie našli důkazy o supermasivní černé díře. Jak je hmota přitahována k černé díře, čekají na ni různé osudy. Část hmoty veledíra spořádá úplně. Část obíhá kolem černé díry a tvoří disk. A část se zkroutí a zamotá do intenzivních magnetických polí, dokud se neuvolní do dvou protilehlých výtrysků, které vystřelují téměř rychlostí světla.

Už jsme viděli výtrysky černých děr, dokonce i takové, které se táhnou mnoho milionů světelných let. Na Porphyrionu je pozoruhodné, že vypadá téměř dokonale rovně. Ve vesmíru je spousta zakřivených, šikmých výtrysků, včetně jednoho, který viděl radioteleskop ASKAP a který byl nazván „The Dancing Ghosts“ (Tančící duchové).

Záhada Porfyrionovy přímosti
Na jet může působit překážka, jako je hustý mrak, změna orientace černé díry, silná magnetická pole a mezigalaktický „vítr“, když hostitelská galaxie spadne do větší kosmické struktury. Naproti tomu u Porphyrionu se zdá, že si šťastně proplouval vesmírem asi 2 miliardy let, aniž by situace byla narušena.

To je matoucí ze dvou důvodů. Za prvé, jeho světlo cestovalo asi 7 miliard let, než dorazilo na Zemi. Porphyrion vidíme tak, jaká situace byla asi 6 miliard let po Velkém třesku. Stejně jako u všech astronomických objektů tu vidíme minulost, kdy byl vesmír hustší (nezapomeňte: vesmír se rozpíná). Ale rušné prostředí je nepřítelem přímého výtrysku.

Za druhé výtrysk, který si udržuje stálou energii po dobu 2 miliard let, vyžaduje stálý proud potravy. To ale znamená bohaté místní prostředí, plné dobrot (mezihvězdný plyn) připravených k jídlu. To představuje paradox, protože – opět – rušné prostředí je nepřítelem přímého výtrysku.

Vědci uzavírají: „jak si výtrysky mohou zachovat takovou dlouhodobou koherenci, není v současné době známo“. Možná měl Porphyrion štěstí a protáhl svůj proud tichou uličkou mezigalaktického prostoru.
Možná je na tomto výtrysku něco, co mu pomáhá udržet pozornost. Nevíme. Ale můžeme vymyslet způsoby, jak to zjistit. Pozorovatelé prozkoumají prostředí tohoto výtrysku s dalšími pozorováními napříč elektromagnetickým spektrem.

Radioastronomové používají radioteleskopy jako ASKAP a LOFAR, aby našli další jety, takže můžeme rozlišit typické od mimořádného. Mezitím astrofyzici používají superpočítačové simulace jetů, aby zjistili, co je vyvrhuje, co je může ohýbat a za jakých podmínek.

Kosmický cyklus: Od galaxií k černým dírám
Úkazy jako Porphyrion nejsou pouhými kosmickými zvláštnostmi. Jsou nedílnou součástí ekosystému hmoty, který utváří naše vesmírné prostředí. Mezigalaktická hmota se vrací do galaxií, galaxie vytvářejí hvězdy, některé galaxie dokonce vytvářejí černé díry, černé díry vytvářejí výtrysk, výtrysk ovlivňuje mezigalaktickou hmotu.

Zdroj: https://scitechdaily.com/astronomers-stunned-by-discovery-of-colossal-black-hole-jets-spanning-23-million-light-years/

autor: František Martinek