Учёные, используя данные рентгеновской обсерватории «Чандра» и радиотелескопа Karl G. Jansky Very Large Array (VLA), сообщили об обнаружении необычайно мощных джетов (струй), исходящих от сверхмассивных чёрных дыр на большом расстоянии от Земли. Эти джеты были обнаружены в эпоху, которую астрономы называют «космическим полуднем», примерно через три миллиарда лет после Большого взрыва, когда формирование галактик и рост сверхмассивных чёрных дыр происходили наиболее интенсивно.

Открытие стало возможным благодаря свойствам реликтового излучения (Cosmic Microwave Background, CMB) – остаточного свечения Большого взрыва. В ту эпоху CMB было гораздо плотнее, чем сейчас. Электроны в джетах, движущиеся со скоростью 92-99% скорости света, сталкивались с фотонами CMB, повышая их энергию до рентгеновского диапазона. Это позволило «Чандре» зафиксировать джеты, несмотря на их колоссальное удаление – 11,6 и 11,7 миллиардов световых лет соответственно. Длина самих джетов превышает 300 000 световых лет.

Иллюстрация: X-ray: NASA / CXC / CfA / J. Maithil et al.; SAO / M. Weiss; N. Wolk

Один из джетов (J1610+1811) обладает исключительной мощностью, перенося примерно половину энергии от интенсивного излучения горячего газа, вращающегося вокруг чёрной дыры. Это открытие стало возможным благодаря высокой разрешающей способности «Чандры», позволившей различить джеты на фоне ярких квазаров – активных галактических ядер, питаемых сверхмассивными чёрными дырами.

Однако, определение скорости и угла наклона джетов к лучу зрения Земли представляло собой сложную задачу. Из-за релятивистских эффектов, предсказанных теорией Эйнштейна, джеты, направленные к Земле, кажутся значительно ярче, чем те, что направлены в сторону. Учёные разработали новый статистический метод, учитывающий эту «предвзятость», что позволило им с высокой точностью определить угол наклона джетов: около 9 градусов для J1405+0415 и 11 градусов для J1610+1811.

Работа демонстрирует возможности современных методов анализа астрономических данных и расширяет понимание процессов, происходящих на самых ранних этапах развития Вселенной. Данные указывают на невероятную мощь и масштабы явлений, связанных с сверхмассивными чёрными дырами в эпоху «космического полудня».

Подробнее на iXBT