Квазарный ветер, дующий со скоростью 30% от скорости света, не похож ни на что на Земле

В ядре далекой галактики бушует космический шторм невообразимой силы. Астрономы идентифицировали самый быстрый ультрафиолетовый ветер, когда-либо измеренный вблизи сверхмассивной черной дыры. Это не легкий бриз, а стремительный поток газа, скорость которого бросает вызов самым смелым сравнениям и предлагает уникальный полигон для проверки теорий о том, как черные дыры формируют Вселенную.

Рекордный ветер квазара J2318

Группа исследователей измерила экстраординарное истечение от квазара SDSS J231854.31+243954.2, известного как J2318. Этот квазар, источником энергии которого служит сверхмассивная черная дыра массой в 1,7 миллиарда солнечных, выбрасывает газ со скоростью до 30% от скорости света . В более привычных единицах это примерно 90 000 километров в секунду или невообразимые 324 миллиона километров в час .

Это измерение делает его самым быстрым ветром, когда-либо зарегистрированным в ультрафиолетовом диапазоне вблизи сверхмассивной черной дыры . Поток идентифицировали не как устойчивое течение, а как переменное, усиливающееся истечение, замеченное по характерным линиям поглощения ионов углерода и кремния в спектре квазара .

Ураган 77-й категории в космическом масштабе

Чтобы передать всю ярость этого феномена, исследовательская группа прибегла к земной метафоре и растянула ее до предела. Они описали этот ветер как эквивалент урагана 77-й категории . В знакомой нам шкале Саффира — Симпсона каждая категория означает увеличение скорости ветра примерно на 20% по сравнению с предыдущей. Катастрофический ураган 5-й категории обладает ветрами свыше 252 км/ч. Этот квазарный ветер не просто на несколько категорий сильнее; он более чем в миллион раз быстрее любого урагана, когда-либо зарегистрированного на нашей планете .

«По своей скорости этот квазарный ветер можно назвать ураганом 79-й категории. Каждая категория урагана примерно на 20% быстрее предыдущей. Назвав его ураганом 79-й категории, мы даем представление о том, насколько он быстр, но, конечно, этот ветер не похож ни на что на Земле». — Ведущий автор исследования Лукас Ситон

(Примечание: в разных пресс-релизах ветер называли «ураганом 77-й» или «79-й категории» — это несущественная разница, возникающая из-за используемого приближения, но оба названия ясно иллюстрируют один и тот же экстремальный масштаб.)

Инструменты и команда открытия

Открытие — свидетельство мощи масштабных астрономических обзоров в сочетании с целенаправленными последующими наблюдениями.

• Слоановский цифровой обзор неба (SDSS): Первые явные признаки необычного квазара были обнаружены в оптических спектрах этого монументального картографического проекта .
• Телескоп «Джемини-Север»: Последующие наблюдения с помощью этого 8,1-метрового телескопа на Гавайях подтвердили экстремальную скорость рекордного ветра .

Открытие было оформлено коллаборацией под руководством Йоркского университета. Первый сигнал тревоги в ноябре 2023 года подала аспирантка Марианна Вельтри. Затем анализ возглавил аспирант Лукас Ситон, выступивший ведущим автором статьи, под руководством главного исследователя профессора Патрика Холла . В команду вошли исследователи из нескольких институтов, включая профессора Паолу Родригес Идальго (Вашингтонский университет в Ботелле) и профессоров У. Нила Брандта и Дональда Шнайдера из Университета штата Пенсильвания . Результаты были опубликованы 4 июня 2026 года в журнале The Astrophysical Journal .

Как ветер может остановить рождение звезд

Это открытие — не просто погоня за рекордами; оно имеет глубокие последствия для нашего понимания формирования галактик. Процесс, известный как обратная связь квазара, является критически важным элементом космологических симуляций .

Колоссальная энергия, переносимая этими истечениями, может нагревать окружающий газ и физически выбрасывать его из галактики. Поскольку этот газ является сырьем для создания звезд, такой ветер может эффективно остановить звездообразование в галактических масштабах. Десятилетиями симуляции опирались на этот механизм обратной связи, чтобы объяснить, почему галактики не вырастают больше наблюдаемых размеров, но им не хватало точных ограничений из реального мира. Наблюдения экстремальных истечений, подобных тому, что обнаружен в J2318, предоставляют важнейшие данные для калибровки этих цифровых моделей Вселенной .

Нерешенная загадка ускорения

При всей своей объяснительной силе ветер J2318 представляет собой серьезную физическую головоломку, которую современные модели пока не могут решить. Квазарные ветры движимы давлением излучения — свет от энергетического диска буквально выталкивает газ наружу .

Парадокс заключается в процессе ионизации. То же самое интенсивное ультрафиолетовое излучение, которое разгоняет газ, также яростно срывает электроны с атомов, делая их невидимыми в той самой части спектра, которую используют для их обнаружения. Критический вопрос: Как этому ветру удается достичь 30% скорости света, сохраняя при этом достаточно ионов углерода и кремния, чтобы их можно было увидеть в линиях УФ-поглощения? Этот хрупкий баланс между violentным ускорением и разрушительной ионизацией пока не имеет полного объяснения .

«Как разогнать газ до наблюдаемых нами скоростей, сохранив при этом в целости ионы углерода и кремния, которые мы видим... это настоящая загадка». — Лукас Ситон

Это противоречие гарантирует, что J2318 останется в центре внимания астрофизиков, стремящихся распутать сложные отношения между самыми яркими объектами во Вселенной и темными, формирующими галактики монстрами в их сердцах.