Австралийский радиотелескоп ASKAP зафиксировал релятивистский джет, размер которого примерно в 50 раз превышает размер галактики, к которой он принадлежит. Исследуя его, ученые понимают взаимосвязь между галактиками, материей между ними и их центральными черными дырами.
На расстоянии 93 миллионов световых лет от нас, в центре галактики NGC 2663 находится сверхмассивная черная дыра с одной из самых больших релятивистских струй из когда-либо наблюдавшихся. Она была обнаружена исследователями из Университета Западного Сиднея с помощью австралийского квадратно-километрового массива CSIRO (ASKAP), который представляет собой сеть из 36 антенн, соединенных в большой радиотелескоп, предшественник SKA.
Простираясь более чем на миллион световых лет из конца в конец, то есть примерно в 50 раз длиннее галактики, к которой она принадлежит, джет удаляется от черной дыры с огромной энергией и почти со скоростью света. Хотя астрономы и раньше находили джеты такого типа, огромные размеры и относительная близость NGC2663 делают его одним из самых важных для изучения этого типа явлений.
Наблюдая NGC 2663 и собирая ее излучение с помощью обычного телескопа, можно увидеть овальную форму типичной эллиптической галактики, в которой примерно в десять раз больше звезд, чем в нашем собственном Млечном Пути. В отличие от этого, точность и мощность ASKAP позволили увидеть его внегалактическую струю "вблизи" (говоря астрономическим языком).
Исследование, проведенное под руководством аспиранта Велибора Веловича из Университета Западного Сиднея, доказывает, что материя между галактиками, то есть межгалактическая среда, отталкивается от сторон струи. Этот процесс аналогичен тому, который наблюдается в реактивных двигателях: когда выхлопной шлейф проходит через атмосферу, он толкается вбок под действием давления окружающей среды. Это заставляет струю расширяться и сжиматься, пульсировать по ходу движения и формировать стоячие волны, которые называются дисками Маха. Диски образуются в результате оттока газа и видны благодаря резким изменениям плотности и давления, вызванным ударными волнами.
Диски Маха также наблюдались в прошлом в неэкстрагалактических и менее протяженных струях, максимум размером с галактику. Некоторые из них столкнулись с плотными облаками газа, осветив их при прохождении. Но боковое сужение струй, описанное в сравнении с реактивным двигателем в предыдущем параграфе, является более сложным для наблюдения эффектом, особенно в таких больших масштабах.
Пример струи в NGC 2663 говорит нам о том, что в окружающем галактику пространстве достаточно материи, чтобы отталкиваться от сторон струи. В свою очередь, струя нагревает и нагнетает давление на вещество. Это своего рода петля обратной связи: межгалактическая материя питает галактику, галактика создает черную дыру, черная дыра запускает джет, джет замедляет поступление межгалактической материи в галактики.
Релятивистские струи, такие как NGC 2663, влияют на формирование газа в галактиках в процессе эволюции Вселенной. "Очень интересно увидеть такую прямую иллюстрацию этого взаимодействия", — сказал Велович.
ASKAP проводит радиообследование EMU (Эволюционная карта Вселенной), в ходе которого будет наблюдаться все южное небо и север до +30 градусов склонения. Ученые уверены, что к замечательной радиоструе NGC 2663 вскоре присоединится множество других открытий. Это позволит нам лучше понять, как черные дыры формируют галактики, которые образуются вокруг них.