有史以来最大的黑洞喷流横跨140个银河系

一位艺术家对有史以来观测到的最长黑洞喷射系统的插图。以神话中的希腊巨人命名的普非良，这些喷流跨度约为7百万秒差距，即2300万光年。这相当于将140个银河系背靠背排列。图片来源：uux.cn/E.Wernquist/D.Nelson（IllustrisTNG合作）/M.Oei

（神秘的地球uux.cn）据《大众科学》（安德鲁·保罗）：最近发现的一对遥远的黑洞喷流是迄今为止发现的同类中最大的。当宇宙还不到现在年龄的一半时，这对行星就形成了，它们在2300万光年的太空中共同喷出了相当于数万亿个太阳的能量。普非良，以希腊神话中的一位巨人命名，是一个宇宙巨型结构，在宇宙只有63亿年的时候聚集在一起，跨度大约相当于140个银河系。天文学家表示，进一步的研究可以为了解星系在宇宙最早时期的起源提供一个窗口。9月18日发表在《自然》杂志上的研究结果也表明，这可能只是类似喷流发现的“冰山一角”。

地球与宇宙的大部分地区相距遥远，令人费解，但夜空中的天光为我们提供了一扇通往遥远过去的窗户。相对而言，今天拍摄的普非良图像是75亿年前发生的事件的技术快照。因此，天文学家可以利用这些信息来扩展他们对早期宇宙基础条件的了解，以及这些条件如何影响星系、恒星和行星的形成。

研究合著者、加州理工学院天文学和数据科学教授George Djorgovski在一份声明中说：“天文学家认为，星系及其中心黑洞是共同进化的，其中一个关键方面是，喷流可以传播大量能量，影响其宿主星系和附近其他星系的生长。”。

这张照片由欧洲的LOFAR（LOw Frequency ARray）射电望远镜拍摄，显示了已知最长的一对黑洞喷流。牛津大学的共同发现者Aivin Gast以一颗希腊巨星的名字命名为普非良，这个喷射系统跨越2300万光年，相当于140个银河系背靠背排列。超大质量黑洞所在的星系距离我们75亿光年，是图像中心的一个点。中心附近最大的斑点状结构是一个单独的较小喷射系统。来源：uux.cn/LOFAR合作/Martijn Oei（加州理工学院）

研究人员已经知道，至少有数百个黑洞喷射系统通过宇宙射线、重原子、磁场和热量的发射，对宇宙的早期演化产生了至少一定的影响。但直到最近，他们才开始意识到自己的重要性。近年来，在利用欧洲的低频阵列（LOFAR）射电望远镜对天空进行超大质量黑洞观测后，出现了这一转变。据该团队称，结果简直“令人震惊”。到发现普非良离子时，迄今为止已经记录了10000多个黑洞喷射系统。

该研究的第二作者、赫特福德大学天体物理学教授马丁·哈德卡斯尔在公告中说：“在我们开始这项运动之前，人们就知道有巨大的喷流，但我们不知道会有这么多。”。Hardcastle解释说，尽管他希望使用LOFAR找到更多的结构，但“看到这么多这样的物体出现仍然非常令人兴奋。”

普非良的巨大喷流从一个超大质量黑洞沿极地方向延伸，该黑洞位于一个星系的中心，大约是银河系的10倍，距离地球约75亿光年。这些能量洪流比之前已知的最大喷气系统Alcyoneus延伸了约40%，该团队于2022年通过LOFAR发现了该系统。

普非良存在于宇宙的一个古老时代，当时供给发展中星系的相互连接的能量丝——被称为宇宙网——比现在更近。因此，普非良离子的巨大喷流在宇宙网中的延伸面积比今天更大。

“到目前为止，这些巨大的喷射系统似乎是最近宇宙的一种现象，”主要作者、加州理工学院博士后Martijn Oei在一份声明中解释道。“如果像这样的远距离喷流能够达到宇宙网的规模，那么宇宙中的每个地方都可能在宇宙时间的某个时刻受到黑洞活动的影响。”

LOFAR（LOw Frequency ARray）的心脏照片，由数十个站组成，遍布欧洲。来源：uux.cn/ASTRON

天文学家对普非良的另一个惊人认识是它的“模式”。当超大质量黑洞的巨大引力开始拉动和加热周围的物质时，它们开始以辐射或喷流的形式释放能量。辐射模式黑洞通常是年轻宇宙的主要组成部分，而喷射模式黑洞在目前更为常见。尽管它的年龄和辐射模式分类，普非良仍然设法发射出巨大的喷流，这表明曾经可能存在许多类似的、可能更大的巨型结构。

“我们可能只看到了冰山一角，”Oei说。“我们的LOFAR调查只覆盖了15%的天空。而且这些巨型喷流中的大多数可能很难被发现，所以我们相信还有更多这样的庞然大物。”