W centrum Drogi Mlecznej znajduje się supermasywna czarna dziura o masie 4,2 miliona razy większej od masy Słońca. Liczba ta brzmi imponująco, jednak należy pamiętać, że w odległych galaktykach naukowcy odnajdują supermasywne czarne dziury nawet tysiąc razy masywniejsze od naszej. Najmasywniejsze obiekty tego typu mają masy rzędu kilkunastu miliardów mas Słońca.
Supermasywne czarne dziury bardzo często otoczone są rozległymi dyskami akrecyjnymi zbudowane z olbrzymiej ilości materii, która stopniowo zbliża się do czarnej dziury i opada za jej horyzont zdarzeń. Czasami jednak materii wokół czarnej dziury jest znacznie więcej, niż owa czarna dziura jest w stanie pochłonąć. Wtedy też część materii z wewnętrznej krawędzi takiego dysku akrecyjnego kieruje się wzdłuż linii pola magnetycznego ku biegunom czarnej dziury, skąd wystrzeliwana jest w przestrzeń kosmiczną z prędkościami bliskimi prędkości światła. W ten sposób powstają długie dżety sięgające wysoko ponad dysk galaktyki.
Okazuje się jednak, że niektóre z tych dżetów są w stanie osiągnąć naprawdę imponujące rozmiary, które od strony fizycznej i matematycznej ciężko jest wyjaśnić. Doskonałym przykładem takiej struktury może być Porfirion, zestaw dwóch przeciwległych dżetów, który od jednego końca do drugiego ma długość niemal 7 megaparseków, czyli ponad 23 milionów lat świetlnych.
Czytaj także: Odtworzyli zachowanie aktywnych czarnych dziur w laboratorium. Tak powstają dżety materii
Jeszcze raz: Droga Mleczna składająca się z 400 miliardów gwiazd ma średnicę 100 000 lat świetlnych. Dżety odległej galaktyki mają 23 000 000 lat świetlnych długości.
Warto także zwrócić uwagę na fakt, że to nie cała galaktyka, a jedynie supermasywna czarna dziura w jej centrum jest źródłem takiego dżetu. Porównanie rozmiarów czarnej dziury i dżetu jest zatem jeszcze bardziej imponujące. Autorzy odkrycia wskazują, że gdyby owe dżety zmniejszyć na tyle, aby ich długość równa była średnicy Ziemi, to czarna dziura, która jest ich źródłem, miałaby 0,2 mm średnicy. To chyba najlepiej pokazuje, jak bardzo mały obiekt jest w stanie stworzyć coś tak imponującego.
Co więcej, okazuje się, że Porfirion wcale nie jest jakimś wyjątkiem. Wystarczy wspomnieć tutaj o zupełnie innej galaktyce, która jest źródłem dżetów Alkyoneus o długości 16 milionów lat świetlnych. Wychodzi zatem na to, że takich obiektów we wszechświecie jest lub było znacznie więcej.
Problem w tym, że naukowcy mają problemy z wyjaśnieniem mechanizmów, które mogłyby doprowadzić do powstania dżetów tak imponujących rozmiarów. Aby takie dżety powstały, czarna dziura w centrum galaktyki musiałaby pochłaniać olbrzymie ilości gazu i materii bez przerwy przez co najmniej miliard lat, a to już nie jest typowe, bowiem nie we wszystkich galaktykach w bezpośrednim otoczeniu czarnej dziury znajduje się tak dużo materii.
Czytaj także: Z centrum galaktyki M87 wystrzelił długi dżet materii. Wzdłuż niego eksplodują gwiazdy
Warto zwrócić uwagę na fakt, że galaktyka będąca źródłem dżetów Porfirion znajduje się w odległości 7,5 miliarda lat świetlnych od nas, a więc widzimy ją taką, jaką była na wcześniejszym etapie ewolucji wszechświata, kiedy gęstość materii we wszechświecie była większa niż obecnie. Więcej materii w przestrzeni międzygalaktycznej szybciej prowadzi do powstawania niestabilności w samym dżecie emitowanym z otoczenia czarnej dziury. Tymczasem kiedy pojawiają się niestabilności, to jedynie mogą się one pogłębiać, prowadząc ostatecznie do rozpadu dżetu. Teoretycznie zatem dżety nie powinny być w stanie osiągnąć tak monstrualnych rozmiarów. Jak się jednak okazuje, nie jesteśmy obecnie w stanie ustalić jakiegoś górnego ograniczenia długości dżetu.
Naukowcy podejrzewają, że największe obserwowane dżety, takie jak Porfirion czy Alkyoneus emitowane są przez galaktyki znajdujące się w kosmicznych pustkach między włóknami tzw. kosmicznej sieci. To w nich mogą istnieć warunki umożliwiające formowanie się tak gigantycznych struktur.
Naukowcy zwracają uwagę na to, że istnienie takich dżetów paradoksalnie mogłoby wyjaśnić zagadkę zaskakująco wysokich temperatur rejestrowanych wewnątrz kosmicznych pustek. Możliwe bowiem, że to dżety je tak skutecznie ogrzewają. Tę teorię będziemy w stanie sprawdzić już za kilka lat, kiedy najnowsze teleskopy zaczną zaglądać do wnętrza tych czarnych plam w przestrzeni kosmicznej i odkrywać kolejne gigantyczne dżety.