天体物理学家称这个巨大的巨型结构为“波尔费里翁(Porphyrion)”,以希腊神话中的巨人之王命名。

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太空浩瀚无垠,到处都是巨物:可以将行星置于新的进化轨迹上的小行星、翻滚的恒星和巨大的星系。 现在,一组研究人员发现了一些迄今为止最大的物体:巨大的物质喷射流以接近光速的速度离开黑洞。

黑洞喷流长达2300万光年,是迄今为止观测到的最大的。你会问2300万光年有多大?这相当于140个银河系端对端排列。这项研究描述了喷流巨型结构,以希腊神话巨人Porphyrion命名,今天发表在《自然》杂志上。

“我们提供的证据表明,超大质量黑洞不仅控制着它们所在的星系,还控制着宇宙网,”加州理工学院的研究员、该论文的主要作者马丁·惠(Martijn Oei)在新闻发布会上说。马丁·惠补充说,传统知识认为黑洞喷流“在它们的宿主星系内部或非常接近”,但波尔费里翁充分表明,喷流达到了更主要的宇宙结构的大小。

波尔费里翁是一种古老的喷流结构,可以追溯到宇宙只有63亿年的时候(现在已经有近140亿年的历史了)。马丁·惠补充说,如果波尔费里翁的喷流和我们的星球一样宽,那么为它们提供动力的黑洞就只有变形虫的宽度。这就是大型喷流的荒谬规模。

这些大型喷流是在欧洲低频阵列(LOFAR)的天空调查数据中发现的。到目前为止,在LOFAR数据中已经发现了超过10000个类似的微弱喷流巨型结构,它们覆盖了大约15%的天空。研究小组通过研究来自印度巨型米波射电望远镜(GMRT)和亚利桑那州暗能量光谱仪器(DESI)的数据,确定了波尔费里翁的源星系。最后,夏威夷凯克天文台的观测揭示了喷流结构与地球的距离:大约75亿光年。

产生像波尔费里翁这样的射流系统的确切条件尚不清楚,但研究小组发现,承载它的黑洞在用巨大的引力吸引附近的物质时,正在向太空中喷射辐射。

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“为了制造一个像波尔费里翁这样的系统,我们必须有一个非常强烈的吸积事件,也许是与另一个星系的合并事件,它带来了大量的气体来喂养黑洞,”赫特福德郡大学的天体物理学家、该论文的合著者马丁·哈德卡斯尔在新闻发布会上说。

“天文学家认为星系和它们的中心黑洞共同进化,其中一个关键方面是喷流可以传播大量的能量,影响它们的宿主星系和附近其他星系的生长,”加州理工学院的天文学家乔治·德约戈夫斯基(George Djorgovski)在研究所发布的一份报告中说。“这一发现表明,它们的影响可能比我们想象的要大得多。”

同样是这个团队发现了之前保持记录的喷射系统,它被命名为Alcyoneus,也是以神话巨人的名字命名的。这个星系大约有100个银河系那么长。马丁·惠说,除了磁化宇宙之外,像波尔费里翁和昴宿六这样的喷流喷射出如此多的能量,以至于它们可以将星系间介质的局部温度加热100万度。更重要的是,这些喷流可能会产生并喷射出占据宇宙空洞的磁场 —— 宇宙空洞是位于宇宙网卷须之间的大片空白空间。

“我们观察到宇宙在很多尺度上都被磁化了。整个星系都被磁化了,宇宙网的细丝和细丝之间的空隙也被磁化了。人们对这种大规模的磁性很感兴趣,因为它可能告诉我们宇宙是如何开始的。”

“它们(宇宙空洞)内部的任何磁场都可能是早期宇宙中某些过程的反映,这可能会给我们带来新物理学的线索,”他补充说。

像平方公里阵列这样的新仪器将为测量南方天空提供有用的手段(在他们最近的工作中,该团队只扫描了北方天空)。此外,自动分析图像的方法 —— 例如计算机视觉或其他人工智能技术 —— 可能会加速团队发现的黑洞射流巨型结构的数量。

目前,该小组知道大约有10000个,但这只是“你能找到的一小部分”,马丁·惠说,他推测那里可能有10万到100万个这样的喷流结构。

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