Ветры сверхмассивных чёрных дыр оказались в 100 раз мощнее, чем считали учёные

Схематическая иллюстрация иерархической структуры Вселенной: от группы галактик до отдельной галактики и сверхмассивной чёрной дыры в её центре. Хотя чёрная дыра более чем в 100 миллионов раз меньше радиуса своей галактики, она играет ключевую роль в центральной области галактики. Источник: Университет Тохоку

Сверхмассивные чёрные дыры могут оказывать куда большее влияние на своё окружение, чем считалось ранее. Новые наблюдения показывают, что ветры, разгоняемые этими огромными объектами, способны переносить энергию на расстояние около 300 000 световых лет — далеко за пределы галактик, в которых они находятся.

Исследователи обнаружили, что энергия этих ветров примерно в 100 раз превышает прежние оценки. Это означает, что чёрные дыры могут воздействовать на огромные области космоса в поистине колоссальных масштабах.

«Чёрные дыры известны в основном тем, что втягивают материю, но они также выбрасывают газ в виде мощных ветров, — говорит Сатоси Ямада, доцент Института передовых междисциплинарных наук (FRIS) Университета Тохоку. — Считалось, что эти ветры остаются внутри галактики, но наше исследование показало, что их сила неизмеримо больше, чем предполагалось ранее».

XRISM присматривается к далёкому квазару

Ямада и его коллеги, включая исследователей из Университета Канадзавы и Токийского столичного университета, использовали рентгеновский астрономический спутник XRISM для изучения квазара H1821+643. Этот объект находится в созвездии Дракона, примерно в 3,4 миллиарда световых лет от Земли.

Квазары — исключительно яркие космические объекты, питаемые сверхмассивными чёрными дырами, которые активно поглощают газ. Когда материя падает к чёрной дыре, может высвобождаться колоссальное количество энергии, что делает квазары видимыми на огромных расстояниях.

Быстро растущая чёрная дыра в центре H1821+643 находится внутри скопления галактик. Там она перемешивает окружающий горячий газ, который испускает рентгеновское излучение. Чтобы измерить, как движется этот газ, исследователи проанализировали эмиссионные линии, создаваемые ионами железа.

Турбулентность чёрной дыры простирается далеко за пределы галактики

Высокоточные измерения XRISM показали, что чрезвычайно горячий газ вокруг чёрной дыры отнюдь не неподвижен. Напротив, турбулентность заставляет его бурно распространяться по обширной области.

Команда также обнаружила, что этот поток газа выходит за пределы галактики, в которой находится чёрная дыра, достигая расстояний около 300 000 световых лет. Ещё более поразительно то, что энергия турбулентности оказалась примерно в 100 раз больше прежних оценок.

Такое количество энергии сопоставимо с мощностью нескольких миллиардов взрывов сверхновых — мощных вспышек, возникающих, когда некоторые звёзды заканчивают свою жизнь.

«Впервые мы показали, что чёрные дыры влияют на более широкое космическое окружение посредством ударной волны поразительной мощности, — добавляет Ямада. — Чёрные дыры являются ключевыми движущими силами газовых потоков и движения в космосе, перенося огромные объёмы энергии в разные области Вселенной».

Более значительная роль чёрных дыр в космосе

Полученные результаты говорят о том, что сверхмассивные чёрные дыры не просто поглощают близлежащую материю. Они также могут отправлять энергию и газ далеко в окружающее пространство, потенциально формируя условия вокруг галактик и их скоплений.

Подробности исследования опубликованы в журнале Nature Astronomy.

Ожидается, что будущие наблюдения дадут более ясную картину того, как чёрные дыры влияют на своё окружение и как материя и элементы перемещаются по разным областям космоса.

Источники:

Материалы предоставлены Университетом Тохоку.

Satoshi Yamada, Shutaro Ueda, Hirofumi Noda, Yutaka Fujita, Misaki Mizumoto, Kentaro Nagamine, Claudio Ricci, Shoji Ogawa, Taiki Kawamuro, Shinya Yamada, Yuichi Terashima, Yoshihiro Ueda. Vigorous turbulence driven by quasar-mode feedback in a cluster core. Nature Astronomy, 2026; DOI: 10.1038/s41550-026-02939-x