新发现的一对遥远的黑洞喷流是迄今为止同类中最大的。它们形成于宇宙年龄不到现在的一半时，这对喷流共同释放出相当于数万亿个太阳的能量，横跨2300万光年的空间。Porphyrion（波菲里昂）以希腊神话中的巨人命名，是一个宇宙巨型结构，形成于宇宙只有63亿岁时，其跨度与140个银河系的长度大致相当。天文学家表示，进一步的研究可以为了解星系在宇宙早期是如何起源的提供一个窗口。这项于9月18日发表在《自然》杂志上的研究结果也表明，这可能仅仅是发现类似喷流的“冰山一角”。
回溯时光的一瞥
地球与宇宙大部分区域之间隔着难以想象的遥远距离，但夜空中的星光为我们提供了窥探遥远过去的窗口。今天拍摄的Porphyrion（波菲里昂）的图像，在技术上是75亿年前发生的事件的快照。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本条件的认识，以及这些条件如何影响星系、恒星和行星的形成。
“天文学家认为，星系及其中心的黑洞是共同进化的，而喷流可以传播巨大的能量，影响其宿主星系和其他附近星系的增长，这是其中的一个关键方面，”该研究的合著者、加州理工学院天文学和数据科学教授乔治·乔戈夫斯基（George Djorgovski）在一份声明中说。
研究人员已经知道，至少有数百个黑洞喷流系统通过发射宇宙射线、重原子、磁场和热量，对早期宇宙的演化至少产生了一定程度的影响。但直到最近，他们才开始意识到其重要性之大。这种转变发生在近年，当时他们使用了欧洲的低频阵列（LOFAR）射电望远镜来观测天空中的超大质量黑洞。根据该团队的说法，结果“令人震惊”。截至发现Porphyrion（波菲里昂）时，已记录了超过10,000个黑洞喷流系统。
“在我们开始这项调查之前，巨型喷流就已经为人所知，但我们没想到竟然会发现这么多，”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（Martin Hardcastle）在公告中说。哈德卡斯尔解释说，尽管他期望用LOFAR找到更多结构，“但看到这么多这样的天体出现，仍然非常令人兴奋。”
巨型Porphyrion（波菲里昂）形成于何时
Porphyrion（波菲里昂）的巨大喷流从一个位于一个比银河系大约大10倍的星系中心的超大质量黑洞向两极延伸，距离地球约75亿光年。这些能量洪流比之前已知最大的喷流系统——由同一团队在2022年通过LOFAR发现的Alcyoneus（阿尔西昂）——的延伸范围还要长约40%。
Porphyrion（波菲里昂）存在于宇宙的一个古老时期，那时连接着能量的纤维状结构（称为宇宙网）为发育中的星系提供能量，这些结构比现在更近。因此，Porphyrion（波菲里昂）的巨大喷流横跨了比现在更大的宇宙网区域。
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“到目前为止，这些巨型喷流系统似乎是近期宇宙的一种现象，”该研究的主要作者、加州理工学院博士后研究员Martijn Oei（马丁·奥伊）在一份声明中解释说。“如果这些遥远的喷流能够达到宇宙网的尺度，那么宇宙中的每一个地方可能在某个宇宙时间点都曾受到黑洞活动的影响。”
Porphyrion（波菲里昂）的另一个令天文学家惊讶的认识是它的“模式”。当超大质量黑洞巨大的引力开始拉扯和加热周围物质时，它们会以辐射或喷流的形式发射能量。辐射模式黑洞通常是年轻宇宙的典型特征，而喷流模式黑洞在现在更为常见。尽管Porphyrion（波菲里昂）的年龄较大且属于辐射模式，但它仍然能够发射出巨大的喷流——这表明当时可能存在许多类似甚至更大的巨型结构。
“我们可能正处于冰山一角，”Oei说。“我们的LOFAR调查只覆盖了天空的15%。而且大多数这些巨型喷流可能难以被发现，所以我们相信还有许多这样的庞然大物存在。”
