從巨大黑洞噴出的噴流比理論上可能的要大,並且可能會改變人們對星系如何發展的看法。這對噴流是我們迄今為止發現的最長、因此也是最強大的噴流,總長度達 2300 萬光年,是銀河系和仙女座星系之間距離的 10 倍多。
這(SMBH)對這些史詩般的噴流的責任無疑是巨大的,但更令人驚訝的是,我們看到的是 75 億年前的情況,當時宇宙還處於。任何這部史詩般的東西都需要一個暱稱,發現它的天文學家將其稱為“Porphyrion”,以希臘神話中的巨人命名,遵循了之前記錄噴氣機的稱呼模式。卟啉比它的同類巨星大 40%,此前人們認為這代表了理論上的最大值。
加州理工學院的 Martijn Oei 博士在一份報告中表示:“這對星系的大小不僅僅是一個太陽系或銀河系的大小;我們談論的是總共 140 個銀河系的直徑。”陳述。 “銀河系將成為這兩次巨大噴發中的一個小點。”
星系形成於所謂的,比宇宙其他部分更集中的物質線。當宇宙更小時,網的線比現在更短、更密集。這些噴射流幾乎可以穿過當時網內的宇宙空隙之一。
藝術家對卟啉或類似射流射入宇宙網中虛空的印象。
圖片來源:E. Wernquist / D. Nelson(IllustrisTNG 合作)/ M. Oei
加州理工學院教授喬治·喬戈夫斯基表示:“天文學家認為,星系及其中心黑洞共同演化,其中一個關鍵方面是噴流可以傳播大量能量,影響其宿主星系和附近其他星系的生長。” “這一發現表明它們的影響範圍比我們想像的要遠得多。”
儘管做出這項發現的團隊相信像這樣的噴流會影響他們遇到的星系,但他們並不知道到底是如何影響的。例如,Oei 希望探索他們對網路的吸引力程度。
一對噴流可能會影響周圍的數十個星系,但這在數十億個星系中仍然很小。然而,雖然卟啉的大小令人震驚,但在一項調查過程中發現的發現強大的噴流比人們想像的要普遍得多。該專案使用低頻陣列射電望遠鏡 (LOFAR) 進行,已發現 11,000 架此類巨型噴流,但距離完成還很遠。這個數字與最大範例的大小一樣多,令進行搜索的人員感到驚訝。
赫特福德郡大學的馬丁·哈德卡斯爾教授說:“在我們開始這項活動之前,人們就知道巨型噴氣機,但我們不知道會有這麼多。”
當物質開始螺旋進入黑洞時,產生的能量必須到達某個地方,並透過輻射和噴射的混合釋放,將粒子加速到接近光速。
從我們現在看到卟啉的時代起,我們就已經看到來自巨大黑洞的熾熱吸積盤,並且,但巨型噴射機則是另一回事。 「到目前為止,這些巨大的噴射系統似乎是近代宇宙的一種現象,」大井說。 “如果像這樣的遙遠射流能夠達到宇宙網的規模,那麼宇宙中的每個地方都可能在宇宙時間的某個時刻受到黑洞活動的影響。”
不知何故,實際拍攝的卟啉影像遠不如藝術家想像的那麼引人注目,除非你能想像出其規模。
圖片來源:LOFAR Collaboration/WISE/NASA/JPL-Caltech/Martijn Oei(加州理工學院)
然而,LOFAR 調查顯示了隨著宇宙老化,從輻射模式到噴流模式演化的故事需要重新思考。
雖然新發現的數千架噴流中的大多數只是資料庫中的一行,但像普菲里恩這樣史詩般的噴流需要更密切的關注。 LOFAR 的兩台具有不同能力的電波望遠鏡被用來辨識卟啉來自兩個可能的星系中的哪一個。不出所料,這個星係也是一個巨大的星系,估計質量是銀河系的 10 倍。考慮到我們自己的星系在此期間是如何透過消耗較小的恆星集合而成長的,在可比年齡下,兩者之間的差異甚至更大。
然而,更引人注目的是,這項工作表明,卟啉黑洞也在強烈輻射,使其總能量釋放比最初的觀測結果更驚人。
普菲里翁證明,強烈輻射的黑洞也能產生強大的噴流,這提出了一個明顯的問題:這種情況有多普遍。
「我們可能看到的是冰山一角,」Oei 說。 “我們的 LOFAR 調查只覆蓋了 15% 的天空。而且大多數這些巨型噴氣機可能很難被發現,所以我們相信那裡還有更多這樣的龐然大物。”
幸運的是,我們現在還有大量其他遙遠的噴流可供探索,看看有多少噴流也會發出強烈的輻射。即將發表的一篇論文宣布了其中的 8,000 個。儘管機器學習有助於在無線電圖像中識別這些噴射機的候選者,但這是一個人眼(甚至業餘愛好者的眼睛)仍然無法匹敵的領域,因此公民科學家為識別這些物體提供了關鍵的階段。
要生產像 Porphyrion 這樣的噴流,你不僅需要一個非常大且貪婪的SMBH。它還必須是穩定的,以便噴射流保持指向同一方向,並且周圍沒有力來扭曲流動。哈德卡斯爾認為這種穩定性一定持續了十億年,儘管如何保持它是團隊希望探索的另一件事。
如果卟啉的大小還不足以讓您震驚,請注意 2300 萬光年是最小值 - 取決於它相對於我們的傾斜方式,它可能會更長。
描述卟啉的研究發表於自然。關於 8,000 個新型噴射系統的研究將發表在天文學與天文物理學(預印本於arXiv.org)。