Цей квазарний вітер дме зі швидкістю 30% світла — це ураган 77-ї категорії

У ядрі далекої галактики вирує космічний шторм неймовірної люті. Астрономи ідентифікували найшвидший ультрафіолетовий вітер, який коли-небудь фіксували, — він виривається з надмасивної чорної діри. Це не легенький бриз, а справжній шквал газу, що мчить крізь простір зі швидкістю, яка не піддається простим порівнянням, пропонуючи унікальний полігон для теорій про те, як чорні діри формують Всесвіт.

Рекордний вітер квазара J2318

Команда дослідників виміряла надзвичайний витік із квазара SDSS J231854.31+243954.2, більш відомого як J2318. Цей квазар, що живиться надмасивною чорною дірою, маса якої в 1,7 мільярда разів перевищує масу нашого Сонця, викидає газ назовні зі швидкістю до 30% від швидкості світла . У більш звичних одиницях це становить приблизно 90 000 кілометрів на секунду, або майже неосяжні 324 мільйони кілометрів на годину .

Це вимірювання робить його найшвидшим вітром, коли-небудь зареєстрованим в ультрафіолетовому діапазоні поблизу надмасивної чорної діри . Потік був ідентифікований не як стабільна течія, а як змінний, наростаючий витік, який спостерігали за сигнатурами поглинання іонів вуглецю та кремнію в спектрі квазара .

Ураган 77-ї категорії в космічному масштабі

Щоб передати всю міць цього явища, дослідницька група вдалася до земної метафори, розтягнувши її до межі. Вони описали вітер як еквівалент урагану 77-ї категорії . За шкалою Саффіра-Сімпсона, якою послуговуються для земних штормів, кожна наступна категорія означає збільшення швидкості вітру приблизно на 20% порівняно з попередньою. Катастрофічний ураган 5-ї категорії має вітри понад 252 км/год. Цей квазарний вітер не просто на кілька категорій потужніший; він більш ніж у мільйон разів швидший за будь-який ураган, коли-небудь зареєстрований на нашій планеті .

«З огляду на швидкість, вітер цього квазара можна було б назвати ураганом 79-ї категорії. Кожна категорія урагану приблизно на 20% швидша за попередню. Називати його 79-ю категорією — це спосіб дати уявлення про те, наскільки він швидкий, але, звісно, цей вітер не схожий ні на що на Землі». — Провідний автор Лукас Сітон

(Примітка: у різних інституційних релізах вітер називали ураганом «77-ї категорії» або «79-ї категорії», що є несуттєвою різницею, зумовленою використаним наближенням, але обидва чітко ілюструють однаково екстремальний масштаб.)

Інструменти та команда відкриття

Відкриття є свідченням потужності масштабних астрономічних оглядів у поєднанні з цілеспрямованими подальшими спостереженнями.

• Слоанівський цифровий огляд неба (SDSS): Початковий характерний підпис незвичайного квазара було знайдено в оптичних спектрах цього монументального картографічного проєкту .
• Телескоп Gemini North: Подальші спостереження за допомогою цього 8,1-метрового телескопа на Гаваях підтвердили екстремальну швидкість рекордного вітру .

Відкриття було оформлене колаборацією під керівництвом Йоркського університету. Початковий сигнал у листопаді 2023 року подала аспірантка Маріанна Вельтрі. Потім аналіз очолив аспірант Лукас Сітон, який виступив провідним автором статті, під керівництвом головного дослідника професора Патріка Голла . До команди увійшли дослідники з кількох установ, зокрема проф. Паола Родрігес Ідальго (Вашингтонський університет у Ботеллі) та представники Університету штату Пенсильванія В. Ніл Брандт і Дональд Шнайдер . Результати були опубліковані 4 червня 2026 року в журналі The Astrophysical Journal .

Як вітер може зупинити народження зірок

Це відкриття — більше, ніж просто рекорд; воно має глибокі наслідки для нашого розуміння формування галактик. Процес, відомий як зворотний зв'язок квазара, є критично важливим інгредієнтом у космологічних симуляціях .

Величезна енергія, яку несуть ці витоки, може нагрівати навколишній газ і фізично викидати його з галактики. Оскільки цей газ є сировиною для творення зірок, такий вітер може ефективно зупинити зореутворення в галактичному масштабі. Десятиліттями симуляції покладалися на цей механізм зворотного зв'язку, щоб пояснити, чому галактики не виростають більшими, ніж це спостерігається, але їм бракувало точних обмежень із реального світу. Спостереження екстремальних витоків, як у J2318, надають важливі дані для калібрування цих цифрових моделей Всесвіту .

Нерозв'язана загадка прискорення

Попри всю свою пояснювальну силу, вітер J2318 ставить значну фізичну загадку, яку сучасні моделі намагаються розв'язати. Квазарні вітри рухаються під тиском випромінювання — світло від енергетичного диска фактично виштовхує газ назовні .

Парадокс полягає в процесі іонізації. Те саме інтенсивне ультрафіолетове випромінювання, яке прискорює газ, також жорстоко зриває електрони з атомів, роблячи їх невидимими в тій частині спектра, яку використовують для їх виявлення. Критичне питання: Як цей вітер досягає 30% швидкості світла, зберігаючи при цьому достатньо іонів вуглецю та кремнію, щоб їх можна було побачити в лініях УФ-поглинання? Цей крихкий баланс між шаленим прискоренням і руйнівною іонізацією ще не має повного пояснення .

«Як штовхнути газ до швидкостей, які ми спостерігаємо, зберігаючи при цьому іони вуглецю та кремнію, які ми бачимо, неушкодженими… це справжня загадка». — Лукас Сітон

Ця напруга гарантує, що J2318 залишатиметься центром уваги для астрофізиків, які прагнуть розплутати складний зв'язок між найяскравішими об'єктами у Всесвіті та темними, галактико-формуючими монстрами в їхніх серцях.