Вітер чорної діри — рекорд: 30% швидкості світла у J2318

08 червня 2026 р. 04:49

08 червня 2026 р. 04:49

«Ураган 79-ї категорії»: вітер чорної діри б’є рекорд швидкості — 30% швидкості світла

У більшості наукових статей про чорні діри йдеться про те, як вони поглинають матерію. Але новий рекорд стосується протилежного процесу: квазар J2318 у сузір’ї Пегаса викидає газ з навколишнього акреційного диска зі швидкістю 30% від швидкості світла — найшвидший ультрафіолетовий вітер чорної діри , коли-небудь зафіксований. А разом з ним — нова загадка: як цей вітер взагалі залишається видимим?

Що відомо коротко

Дослідження: Лукас М. Сітон (провідний автор), Патрік Б. Голл (Університет Йорк, Канада), Ліліана Флорес, Паола Родрігес Ідальго (Університет Вашингтон Ботелл) та ін.; The Astrophysical Journal , 4 червня 2026 р., DOI: 10.3847/1538-4357/ae5f94. Виявлено рекордний ультрафіолетовий виток у квазарі J2318 у сузір’ї Пегаса зі швидкістю до 30% від швидкості світла — найшвидший в УФ-діапазоні з будь-коли виміряних. Відкриття зроблено студентами бакалаврату Університету Йорк за допомогою даних Sloan Digital Sky Survey і підтверджено телескопом Gemini North (Гаваї).

Квазар: космічний двигун яскравіший за галактику

Квазар — одне з найяскравіших явищ у Всесвіті. Він виникає, коли колосальна кількість газу спіралеподібно падає на надмасивну чорну діру , утворюючи розжарений акреційний диск , що може перевершувати за яскравістю цілу галактику зі 100 мільярдами зірок. Частина цього матеріалу не падає в чорну діру, а навпаки — викидається назовні потужними вітрами .

Як зазначає SciTechDaily , J2318 знаходиться в «Великому квадраті» сузір’я Пегас і живиться чорною дірою масою 1,7 мільярда мас Сонця — типова маса для квазара. Але нетиповим є все інше: «Ця чорна діра звична. Що незвично — так це газ, що рухається до нас зі швидкістю 30% від швидкості світла », — зазначив Патрік Голл. Про те, що відбувається з надмасивними чорними дірами, коли вони «засинають» і як це виглядає в реальному часі, ми вже писали на cikavosti.com .

Ураган 79-ї категорії: нова одиниця вимірювання

Як зазначає SciTechDaily , щоб передати масштаб відкриття, провідний автор Лукас Сітон скористався нестандартним порівнянням: «Якщо вимірювати швидкість вітру в шкалі категорій ураганів, де кожна категорія приблизно в 20% швидша за попередню, то вітер J2318 можна назвати ураганом 79-ї категорії . Це дає уявлення про те, наскільки він швидкий — хоча, звичайно, цей вітер не схожий ні на що земне».

Для контексту: 30% від швидкості світла — це приблизно 90 000 кілометрів на секунду , або 324 мільйони кілометрів на годину . Навіть відстань від Землі до Місяця (~384 000 км) такий «вітер» долав би менш ніж за чверть секунди .

Рекорд серед «ультрафіолетових», але не абсолютний

Важлива деталь: ще швидші вітри від чорних дір фіксувались раніше — але в рентгенівському діапазоні. У рентгені реєструються так звані UFO (Ultra-Fast Outflows) — надшвидкі витоки, частина яких досягає ~50% швидкості світла.

Як зазначає SciTechDaily , J2318 встановлює рекорд саме у УФ-діапазоні : «Ще швидші вітри можна спостерігати в рентгенівських хвилях, але J2318 є найшвидшим із будь-коли виявлених в ультрафіолеті ». Це принципово: УФ-спостереження дають інформацію про інші шари і компоненти витоку, ніж рентген — і разом вони дають повнішу картину.

Парадокс видимості: чому вітер ще можна побачити?

Найцікавіша частина відкриття — не сама швидкість, а протиріччя , яке вона породжує.

Як пояснює SciTechDaily , саме те інтенсивне випромінювання квазара, що «штовхає» газ, може і «знищити» докази його існування. Фотони відривають електрони від атомів карбону і кремнію (іонізують їх) — і вже повністю іонізовані іони не мають характерних спектральних ліній, тобто стають «невидимими» для астрономів.

«Квазари випускають так багато фотонів, що їхні мікроскопічні поштовхи в сумі дають екстремальні швидкості. Проблема в тому, що фотони можуть також видалити всі електрони з атомів, зробивши їх невидимими. Як підштовхнути газ до таких швидкостей, зберігаючи при цьому іони карбону і кремнію , які ми спостерігаємо — це справжня загадка», — визнає Сітон. Про те, як потужне випромінювання квазара в рентгені може деформувати навіть акреційний диск, ми вже розповідали на cikavosti.com .

Відкриття студентів-бакалаврів

Один із найінтригуючіших аспектів дослідження — його соціологія . Відкриття зробили не досвідчені постдоки, а студенти-бакалаври . Маріанна Велтрі ідентифікувала J2318 як потенційно незвичайний об’єкт ще в підготовчий час навчання, а Чжоу Чжу написав програмне забезпечення для аналізу.

Як зазначає SciTechDaily , Голл пояснює: «У минулому лише доктори наук або аспіранти докторантури могли зробити таке відкриття, але SDSS дає змогу робити це і студентам-бакалаврам». Підтвердження провели на 8-метровому телескопі Gemini North на Гаваях — для якого Канада має частку часу спостережень.

Чому важливо: «зворотний зв’язок» між чорною дірою і галактикою

Як зазначає SciTechDaily , значущість вітрів квазарів виходить далеко за межі самої чорної діри. Потужні вітри можуть нагрівати газ у навколишній галактиці, заважаючи формуванню нових зірок, і перерозподіляти матерію на відстані в мільйони світлових років — по суті, чорна діра у центрі галактики впливає на всю її еволюцію.

«Ці екстремальні вітри несуть неймовірну кількість енергії, яка може впливати на галактики навколо них. Вони є своєрідною ланкою, що бракує: невловимий зворотний зв’язок між активним центральним регіоном галактики і рештою галактики. Хоча цей процес включено до симуляцій формування галактик вже протягом десятиліть, потрібно зробити ще набагато більше, щоб зрозуміти його з точки зору спостережень», — пояснює Паола Родрігес Ідальго. Про рекордні надмасивні чорні діри і межі того, наскільки великими вони можуть бути, ми вже писали на cikavosti.com .

Цікаві факти

💨 30% швидкості світла = приблизно 90 000 км/с . Для порівняння: швидкість сонячного вітру від нашого Сонця — близько 400–800 км/с. Вітер J2318 у понад 100 разів швидший . Ця відмінність ілюструє, наскільки потужнішими є квазарні процеси порівняно зі «звичайними» зірковими.

🌌 Sloan Digital Sky Survey (SDSS) — один із найамбітніших астрономічних проектів в історії: оглянуто понад 35% всього неба , каталогізовано сотні мільйонів об’єктів. Саме відкритість і масштаб SDSS дозволили студентам-бакалаврам систематично шукати незвичайні квазари і робити справжні наукові відкриття .

⚡ УФ-вітри квазарів дають інформацію про відносно «прохолодніші» (~10 000–50 000 K) компоненти витоку поблизу від чорної діри. Рентгенівські вітри швидші, але ближчі до самого горизонту подій. Разом обидва типи спостережень дозволяють реконструювати повну «геометрію» витоку — від внутрішнього акреційного диска до міжгалактичного середовища .

🔭 Gemini North — телескоп з дзеркалом 8,1 метра на горі Мауна-Кеа, Гаваї — входить до числа найбільших оптичних телескопів у світі. Канада є одним з партнерів проекту і має квоту часу спостережень: саме ця квота дозволила команді Голла оперативно підтвердити рекордну швидкість вітру J2318 .

🌀 «Родина Fast and Furious» — неформальна назва групи квазарів із рекордно швидкими UV-вітрами, до якої тепер долучився J2318 (назва статті буквально: «Новий член родини швидких і шалених»). До виявлення J2318 ця «родина» налічувала лише кілька об’єктів, усі вони є вкрай рідкісними навіть на тлі мільярдів відомих квазарів .

FAQ

Що таке квазар і чим він відрізняється від звичайної чорної діри? Квазар — «активне ядро галактики» в найяскравішій своїй формі: це надмасивна чорна діра , що активно поглинає газ і формує яскравий акреційний диск . «Звичайна» (неактивна) чорна діра просто існує в центрі галактики без активного поглинання — і виглядає темно. Коли матерія активно падає на чорну діру, вивільняється величезна енергія — і тоді це вже квазар .

Чому вітри важливі для еволюції галактик? Маса чорної діри зазвичай складає лише ~0,1–0,5% від маси балджу (центрального «горба») галактики. Але її «вітри» виносять енергію, яка може нагрівати і розганяти міжзоряний газ у радіусі десятків тисяч світлових років. Без вітрів симуляції дають надто масивні галактики — і це вказує, що зворотний зв’язок чорної діри реально стримує зростання галактики.

Як вітри квазарів прискорюються до таких швидкостей? Через тиск випромінювання : фотони квазара передають свій імпульс іонам газу через розсіювання. Чим більше фотонів і чим вони більш енергетичні — тим більший прискорюючий «поштовх». Але ефективне прискорення вимагає, щоб іони не ставали повністю прозорими від іонізації — і саме в цьому «баланс» між прискоренням і руйнуванням іонів залишається нерозв’язаною задачею.

Чи загрожує цей вітер Землі або Сонячній системі? Ні. J2318 знаходиться на відстані мільярдів світлових років від нас. До того ж на таких відстанях вітер розсіюється, і його щільність поблизу Землі була б нескінченно малою. Небезпека квазарних вітрів актуальна лише для газу і зірок у самій галактиці-хазяїні .

Чи можна знайти ще швидший UV-вітер? Теоретично — так. «Це не буде легко — знайти швидший УФ -відтік, ніж у J2318 , але ми продовжуємо пошук», — зазначила Ліліана Флорес. Ключове обмеження — рідкісність таких об’єктів: навіть у базі даних SDSS з мільярдами об’єктів J2318 і подібних одиниці.

🤯 WOW-факт: Газ, що летить від J2318 зі швидкістю 30% швидкості світла , несе так багато енергії, що здатний буквально зупинити народження нових зірок у цілій галактиці. Одна чорна діра — крихітна точка в центрі галактики — своїм «диханням» може визначати долю трильйонів зірок, що ніколи не народяться. І ми дізналися про це завдяки студентці-бакалавру, яка помітила дивну риску у спектрі стародавнього квазара.