Это чудовище, получившее прозвище J2345-0449, — гигантская радиогалактика, или «суперспиральная» галактика, размером примерно в три раза больше Млечного Пути. Как и наша спиральная галактика, она содержит сверхмассивную черную дыру в своем центре. Но в отличие от центра Млечного Пути, сверхмассивная черная дыра J2345-0449 испускает мощные радиоструи — потоки быстро движущихся заряженных частиц, излучающих радиоволны, — протяженностью более 5 миллионов световых лет.

Хотя ученые пока не знают, что является причиной возникновения радиоструй, новое исследование, опубликованное 20 марта в Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, намекает на то, как могут формироваться гигантские спиральные галактики.

Такие сильные радиоизлучения «очень редки для спиральных галактик», — сказал Live Science Патрик Огл, астроном из Научного института космического телескопа в Балтиморе, который не принимал участия в исследовании. «В целом, они могут иметь слабые радиоструи, но такие мощные радиоструи обычно исходят от массивных эллиптических галактик. Это объясняется тем, что для создания таких мощных джетов необходима очень массивная черная дыра, которая, вероятно, еще и вращается. Поэтому большинство спиральных галактик не имеют достаточно массивных черных дыр в центрах, чтобы создавать такие большие джеты».

Данные космического телескопа «Хаббл», Гигантского радиотелескопа метрового диапазона и Атакамского большого миллиметрового массива позволяют предположить, что радиоструи в настоящее время препятствуют формированию звезд вблизи центра галактики. Вероятно, это происходит потому, что джеты так сильно нагревают близлежащие газы, что они не могут превратиться в новые звезды — или полностью вытесняют их из галактики.

Джеты в нашем районе?

Хотя и J2345-0449, и Млечный Путь являются спиральными галактиками, маловероятно, что мы будем наблюдать эти мощные джеты в нашем родном галактическом городе.

«Эта галактика сильно отличается от Млечного Пути», — говорит Огл. «Она намного больше, а черная дыра намного массивнее».

Стрелец А*, сверхмассивная черная дыра в центре Млечного Пути, скорее всего, слишком мала, чтобы порождать радиоструи такой мощности, как наблюдаемые в J2345-0449, сказал Огл в интервью Live Science. Тем не менее, изучение этих редких галактик может помочь ученым понять, как связан рост сверхмассивных черных дыр и галактик, в которых они находятся. Судя по форме группы звезд в центре галактики, возможно, что эта черная дыра и ее массивная галактика-хозяин выросли вместе в относительной изоляции, а не приобрели свою массу в результате слияния галактик.

В будущем детальное изучение сверхмассивной черной дыры галактики может также объяснить, что питает ее мощные радиоструи. «Крайняя редкость таких галактик подразумевает, что какой бы физический процесс ни создал такие огромные радиоструи в J2345-0449, его должно быть очень трудно реализовать и поддерживать в течение длительных периодов времени в большинстве других спиральных/дисковых галактик», — пишут исследователи в своем исследовании.

«Понимание этих редких галактик может дать жизненно важные подсказки о невидимых силах, управляющих Вселенной», — сказал в своем заявлении соавтор исследования Шанкар Рей, астрофизик из Университета Христа в Бангалоре. «В конечном счете, это исследование еще на один шаг приближает нас к разгадке тайн космоса, напоминая нам, что Вселенная все еще таит в себе сюрпризы, превосходящие наше воображение».

Изучение J2345-0449 предоставляет уникальную возможность заглянуть в эволюцию галактик и взаимодействие между центральными черными дырами и их окружением. Наблюдения показывают, что мощные радиоструи оказывают существенное влияние на формирование звезд в галактике, возможно, регулируя или даже подавляя его. Это поднимает вопросы о том, как подобные процессы влияли на формирование других галактик во Вселенной, включая Млечный Путь.

Ученые предполагают, что изоляция J2345-0449 могла способствовать ее необычным характеристикам. Отсутствие слияний с другими галактиками могло позволить черной дыре и галактике развиваться совместно уникальным образом, что привело к формированию гигантских радиоструй. Это подчеркивает разнообразие путей эволюции галактик и необходимость изучения экстремальных примеров, чтобы понять общие закономерности.

Дальнейшие исследования J2345-0449, вероятно, будут сосредоточены на детальном изучении сверхмассивной черной дыры и ее окрестностей. Ученые надеются определить источник энергии радиоструй и понять, как долго они поддерживаются. Это может потребовать использования различных телескопов и техник наблюдения, охватывающих широкий спектр электромагнитного спектра.

В конечном счете, J2345-0449 служит напоминанием о том, что Вселенная полна сюрпризов и что даже самые редкие объекты могут предоставить ценную информацию о фундаментальных процессах, определяющих структуру и эволюцию космоса.