Телескоп «Джеймс Уэбб» обнаружил гигантский выброс газа из галактики VV 340a

Астрономы из Калифорнийского университета в Ирвайне с помощью космического телескопа «Джеймс Уэбб» обнаружили крупнейший из когда-либо наблюдавшихся поток перегретого газа во Вселенной. Он извергается из близлежащей галактики VV 340a, сообщается в журнале Science.

Исследователи зафиксировали огромные облака экстремально горячего газа, вырывающиеся с обеих сторон галактики. Эти светящиеся структуры образуют две длинные узкие туманности, которые простираются как минимум на три килопарсека в длину (1 парсек ≈ 31 триллион километров). Для сравнения, толщина всего диска галактики VV 340a составляет лишь около трёх килопарсеков.

Ведущий автор исследования Джастин Кадер отметил: «В других галактиках этот тип высокоэнергетического газа почти всегда ограничен несколькими десятками парсеков от чёрной дыры, а наше открытие превышает типичные масштабы в 30 и более раз».

Радионаблюдения выявили пару массивных плазменных джетов, выходящих из противоположных сторон галактики. Они формируются, когда газ, падающий на сверхмассивную чёрную дыру, разогревается до экстремальных температур и взаимодействует с мощными магнитными полями. На ещё больших масштабах джеты описывают в пространстве спиралевидную траекторию, что указывает на процесс прецессии — медленного изменения направления оси вращения.

По мере движения джетов они сталкиваются с окружающим веществом, выталкивая его из центра галактики и нагревая. Этот процесс создаёт так называемый корональный газ — высокоионизированную, сверхгорячую плазму. Обычно такой газ находится очень близко к чёрной дыре и крайне редко распространяется так далеко.

Мощность этого выброса колоссальна. По словам Кадера, энергия, переносимая корональным газом, эквивалентна взрыву 10 квинтиллионов водородных бомб каждую секунду.

Старший соавтор Вивиан Ю добавила: «Мы обнаружили самую протяжённую и когерентную структуру коронального газа на сегодняшний день. Мы ожидали, что JWST откроет нам окно в нужный диапазон длин волн, но не ожидали увидеть такое высококоллимированное и протяжённое излучение в первом же объекте, на который посмотрели. Это был приятный сюрприз».

Комбинируя данные с нескольких обсерваторий, учёные также обнаружили более холодный газ, простирающийся на расстояние до 15 килопарсеков от чёрной дыры. Вероятно, это «ископаемая запись» более ранней активности джетов.

Наблюдения в инфракрасном диапазоне «Уэбба» были критически важны, так как галактика VV 340a содержит большое количество пыли, блокирующей видимый свет.

Выбросы чёрной дыры оказывают драматическое влияние на галактику: каждый год она теряет достаточно газа, чтобы сформировать 19 звёзд, подобных Солнцу. «Этот процесс существенно ограничивает звездообразование в галактике, нагревая и удаляя газ, из которого формируются звёзды», — пояснил Кадер.

В настоящее время в нашей галактике Млечный Путь подобный активный джет не наблюдается, однако есть свидетельства, что наша сверхмассивная чёрная дыра пережила период активности около двух миллионов лет назад, что, возможно, могли видеть предки человека Homo erectus.

Исследователи планируют изучить другие галактики на предмет подобных особенностей, чтобы лучше понять, как активность чёрных дыр влияет на долгосрочную эволюцию галактик.

На этом художественном изображении показан прецессирующий джет, извергающийся из сверхмассивной чёрной дыры в центре галактики VV 340a. Данные телескопа «Кек» показали протяжённый холодный газ, выталкиваемый на тысячи световых лет, а инфракрасные данные JWST зафиксировали перегретый корональный газ вблизи ядра галактики. Авторы: W. M. Keck Observatory/Adam Makarenko.