Надмасивна чорна діра 3C 273, знайдена під час вивчення космічних джерел радіохвиль у 1959 році, є квазаром — скороченням від "квазізірковий об’єкт", оскільки світло, яке випромінюють ці гіганти, досить яскраве, щоб його можна було прийняти за світло зірок.

Хоча самі чорні діри не випромінюють світла, найбільші оточені гігантськими вихорами газу, які називаються акреційними дисками; коли газ потрапляє в чорну діру зі швидкістю світла, тертя нагріває диск і змушує його спалахувати випромінюванням, яке зазвичай виявляється у вигляді радіохвиль.

Квазар 3C 273 – перший ідентифікований квазар. Він також найяскравіший, сяючи більш ніж у 4 трильйони разів яскравіше земного Сонця, перебуваючи на відстані понад 2,4 мільярда світлових років від нас.

Десятиліттями вчені ретельно вивчали палаюче ядро чорної діри, однак, оскільки квазар настільки яскравий, вивчення навколишньої галактики, в якій він знаходиться, було майже неможливим. Ця чудова яскравість, за іронією долі, залишила вчених в основному в темряві щодо того, як квазари впливають на галактики-господарі.

Однак нове дослідження, опубліковане в The Astrophysical Journal, може нарешті змінити це.

У ході роботи група дослідників відкалібрувала радіотелескоп ALMA в Чилі, щоб відокремити яскраве світіння квазара 3C 273 від світла, випромінюваного його батьківською галактикою. В результаті залишилися тільки радіохвилі, випромінювані галактикою квазара, що дозволило виявити дві масивні і загадкові радіоструктури, яких раніше не бачили.

Одна структура здається величезною плямою радіовипромінювання, яка огортає всю галактику, а потім простягається на десятки тисяч світлових років на південний захід. Цей радіотуман перекривається другою структурою – гігантським струменем енергії, відомим як астрофізичний струмінь, який також простягається на десятки тисяч світлових років.

Вчені не зовсім впевнені, як і чому формуються астрофізичні струмені. Однак вони знають, що струмені зазвичай спостерігаються навколо квазарів та інших надмасивних чорних дір і, ймовірно, виникають внаслідок взаємодії між чорною дірою та її запиленим накопичувальним диском. Струмені зазвичай складаються з іонізованої (електрично зарядженої) речовини і рухаються зі швидкістю, близькою до швидкості світла.

Випромінювання, яке випромінюють ці струмені, може здаватися яскравішим або тьмянішим залежно від радіочастоти, на якій вони переглядаються, однак велика радіоструктура, що оточує галактику 3C 273, показала однакову яскравість незалежно від її частоти. На думку дослідників, це говорить про те, що дві радіоструктури створені окремими, не пов’язаними між собою явищами.

Перевіривши кілька теорій, команда дійшла висновку, що великий "радіотуман" навколо галактики походить від зіркоутворюючого газоподібного водню, який іонізується безпосередньо самим квазаром. За словами дослідників, це перший випадок, коли іонізований газ простягається на десятки тисяч світлових років навколо надмасивної чорної діри.

Це відкриття зачіпає давню загадку астрономії: чи може квазар іонізувати стільки газу у своїй батьківській галактиці, що це перешкоджає утворенню нових зірок? Щоб відповісти на це питання, дослідники порівняли передбачувану масу газу галактики з іншими галактиками того ж типу та розміру.

Виявилося, що, хоча квазар іонізував справді приголомшливу кількість газу, роблячи його марним для створення нових зірок, утворення зірок у галактиці, як правило, явно не було придушене. Це говорить про те, що процвітаючі, зростаючі галактики все ще можуть існувати з випромінюючими квазарами у своїх центрах.

“Застосовуючи ту саму техніку до інших квазарів, ми сподіваємося зрозуміти, як розвивається галактика через взаємодію з центральним ядром», — пишуть вчені у своїй роботі.