Die größten jemals beobachteten Jets, die aus einem Schwarzen Loch ausgestoßen wurden

Gigantisch. Mit diesem Wort beschreiben amerikanische und europäische Astrophysiker ihre jüngste Entdeckung: ein Paar Plasmastrahlen, die über eine Länge von 23 Millionen Lichtjahren aus einem Schwarzen Loch austreten.

Zum Vergleich: Ihre gemeinsame Länge entspricht der Aneinanderreihung von 140 Galaxien mit einem Durchmesser ähnlich dem der Milchstraße.

Es überrascht nicht, dass dies die längsten Jets sind, die bisher beim Austritt aus einem Schwarzen Loch beobachtet wurden.

Die Milchstraße würde einem kleinen Punkt dieser beiden riesigen Eruptionen entsprechen, bemerkt Martijn Oei, Astrophysiker im Zusammenhang mit Kalifornisches Institut für Technologie (CALTECH) und Hauptautor der in der Zeitschrift beschriebenen Entdeckung Natur (Neues Fenster) (auf Englisch).

Nach Angaben seiner Entdecker ist das Megastruktur Jets mit dem Namen Porphyrion – nach dem Riesen der griechischen Mythologie – stammen aus einer Zeit, als das Universum 6,3 Milliarden Jahre alt war, halb so alt wie heute (13,8 Milliarden Jahre).

Diese Arbeit ist wichtig, da sie uns etwas über die Geschichte des Universums erzählt, aber auch darüber, wie Galaxien im Laufe der Zeit entstehen und sich entwickeln. Und sie stellen eine Überraschung dar, da die meisten aktiven Galaxien im nahen Universum beobachtet werdensagt Marine Prunier, Doktorandin der Astrophysik an der Universität Montreal, die nicht an der Arbeit beteiligt war.

Es gibt extrem alte Galaxien, die bereits zu Beginn des Universums supermassereiche Schwarze Löcher hatten. Und ganz große. Es ist sehr geheimnisvoll!

Weitere Sichtungen

Das Porphyrion-Jet-System wurde bei einer Himmelsuntersuchung mit dem europäischen Radioteleskop LOFAR (LOw Frequency ARray) entdeckt, bei der bisher mehr als 10.000 schwache Megastrukturen entdeckt wurden.

Vor den Beobachtungen von wurden Hunderte große Jet-Systeme entdeckt VERSPRECHENaber diese waren im Durchschnitt viel kleiner als die Tausenden von Systemen, die mit dem Radioteleskop entdeckt wurden.

Das größte vor dieser Entdeckung entdeckte Jet-System war Alcyonea, ebenfalls benannt nach einem Riesen aus der griechischen Mythologie. Dieses 2022 vom selben Team entdeckte System erstreckt sich über das Äquivalent von hundert Galaxien von der Größe der Milchstraße.

Zum Vergleich: Das große, erdnächste Jetsystem Centaurus A erstreckt sich über etwa zehn Galaxien mit einem Durchmesser, der dem der Milchstraße entspricht.

Geheimnisvolle Strukturen

Während Wissenschaftler immer noch nicht genau wissen, wie supermassereiche Schwarze Löcher entstehen, könnten Verschmelzungen anderer Arten von Schwarzen Löchern ihr Ursprung sein.

Auch das Phänomen der Jets ist noch nicht sehr gut verstanden, aber wir haben immer noch einige Hinweisebemerkt Marine Prunier.

Sie sollten wissen, dass ein Schwarzes Loch Materie und Gas in seiner Umgebung ansammelt. Diese beiden Elemente rotieren schließlich um ihn herum und erzeugen eine sogenannte Akkretionsscheibe, die sich erwärmt und Licht aussendet.

Es wird angenommen, dass die Rotation dieser Akkretionsscheibe starke Magnetfelder erzeugt, die schließlich senkrechte Jets erzeugenfasst Marine Prunier zusammen.

Offenbar befindet sich das Schwarze Loch, das das Jet-Duo verursacht, an einem sehr dichten Ort, an dem sich nur wenige Galaxien gegenseitig umkreisen.

Aber normalerweise werden Schwarze Löcher mit Jets in viel größeren Galaxienhaufen beobachtet, und dort gibt es mehrere tausend Galaxien, die sich in einer weniger dichten Umgebung umkreisen.

Auswirkungen auf das kosmische Netz

Die Autoren dieser Arbeit glauben, dass sich Galaxien und ihre zentralen Schwarzen Löcher gemeinsam entwickeln. Und die dortigen Jets würden enorme Energiemengen ausstrahlen, die das Wachstum ihrer Muttergalaxien und anderer nahegelegener Galaxien beeinflussen.

Darüber hinaus die Entdeckung des Himmelsduos gigantisch deutet darauf hin, dass Riesenstrahlsysteme möglicherweise einen größeren Einfluss auf die Galaxienbildung im jungen Universum hatten als bisher angenommen.

Das Besondere an dieser Arbeit ist, dass sie die signifikante Wirkung dieser Jets auf das kosmische Netz zeigt. Die Aktivität eines einzelnen Schwarzen Lochs könnte daher Auswirkungen auf extrem großen Skalen haben und möglicherweise die Entwicklung des Universums selbst beeinflussen.bemerkt Marine Prunier.

Die Autoren der Arbeit erklären, dass Porphyrion zu einer Zeit existierte, als die Filamente, die Galaxien verbinden und antreiben, das sogenannte kosmische Netz, näher beieinander lagen als heute.

Dies bedeutet wahrscheinlich, dass die gigantischen Jets einen größeren Teil des kosmischen Netzes bedeckten als die aktuellen Jets, die vom lokalen Universum aus beobachtet werden.

Der Doktorand erklärt, dass die von Schwarzen Löchern ausgesandten Jets die galaktische Umgebung um sie herum erhitzen, was die Entstehung neuer Sterne verhindert. Galaxien mit Schwarzen Löchern mit Jets sind älter und bilden normalerweise wenige Sterne. Sie sagen, sie sterben ein wenigsagt Marine Prunier.

Wenn wir einen Jet wie diesen im Zentrum unserer Milchstraße hätten, einer Spiralgalaxie, die viele Sterne bildet, würde er ihre Alterung hin zu einer elliptischeren Galaxie sicherlich beschleunigenbemerkt der Doktorand.

Aber da nichts einfach ist, könnte ein lokaleres Jet-Phänomen an seinem Ende zur Entstehung von Sternen führen, indem es das Gas komprimiert und Wolken erzeugt, die durch Zusammenfallen in sich selbst Sterne bilden würden.

Eine Hypothese, die es zu verfeinern gilt

Darüber hinaus zeigen Beobachtungen mit dem WM-Keck-Observatorium, dass Porphyrion aus dem sogenannten entsteht ein aktives Schwarzes Loch im Strahlungsmodus, im Gegensatz zu einem Schwarzen Loch im Jet-Modus.

Sie sollten wissen, dass supermassive Schwarze Löcher bei ihrer Aktivierung – wenn ihre Gravitationskräfte auf die umgebende Materie einwirken und diese erhitzen – Energie in Form von Strahlung oder Jets abgeben.

Die Forscher schätzten, dass Schwarze Löcher im Strahlungsmodus im jungen Universum häufiger vorkommen, während Schwarze Löcher im Jetmodus im aktuellen Universum häufiger vorkommen würden.

Allerdings überrascht die Tatsache, dass Porphyrion aus einem Schwarzen Loch im Strahlungsmodus stammt, auch Astronomen, die nicht wussten, dass dieser Modus solch enorme und kraftvolle Jets erzeugen kann.

Da sich Porphyrion außerdem im jungen Universum befindet, in dem es zahlreiche Schwarze Löcher im Strahlungsmodus gibt, deutet diese Entdeckung darauf hin, dass noch viel mehr kolossale Jets entdeckt werden könnten.

Möglicherweise sehen wir nur die Spitze des Eisbergsindique Martijn Ups.

Unsere Studie wurde mit durchgeführt VERSPRECHEN bedeckte nur 15 % des Himmels. Und da die meisten dieser riesigen Jets wahrscheinlich schwer zu erkennen sind, vermuten wir, dass es noch viel mehr dieser Giganten am Himmel gibt.

Ungeachtet dessen verstehen Astrophysiker immer noch nicht, wie Jets so weit über ihre Heimatgalaxien hinausragen können, ohne zu destabilisieren.

In zukünftigen Arbeiten möchten die Autoren besser verstehen, wie diese Megastrukturen ihre Umgebung beeinflussen.

Sie wollen herausfinden, inwieweit die Riesenjets Magnetismus verbreiten.

Der auf unserem Planeten vorhandene Magnetismus ermöglicht die Entstehung von Leben, weshalb wir verstehen wollen, wie es entstanden ist.

Wir wissen, dass der Magnetismus das kosmische Netz durchdringt, dann in Galaxien und Sterne eindringt und schließlich auf Planeten, aber die Frage ist, wo er beginnt. Haben diese riesigen Jets Magnetismus im gesamten Kosmos verbreitet? fragt er sich.

Das erste direkte Bild eines Materieausstoßes aus einem Schwarzen Loch wurde im November 2022 aufgenommen.