超大质量黑洞能够喷射出极其庞大且强大的物质流，它们或许对宇宙的大尺度结构起到了塑造作用。
在距离地球75亿光年的一个星系中，一个超大质量黑洞喷射出了长达140个银河系长度的磁化等离子体流。这个令人难以置信的结构被昵称为Porphyrion，源自希腊神话中的巨人。一组科学家在【自然】杂志上报告说，这是物理学家迄今为止观测到的最大规模的黑洞喷流。它的存在表明，黑洞喷流可能在塑造宇宙方面发挥了比以前认为的更为重要的角色。
当黑洞过度吞噬物质时，有时会产生喷流，因为物质会在其周围堆积，并遇到极端的天体物理学力量。接近黑洞的所有物质都会形成一个螺旋盘。这个盘以极快的速度旋转，其中的物质变得炽热并电离，转变成充满磁场的稠密等离子体。一个旋转的黑洞可以将这些磁场扭曲成位于每个旋转极点处的紧密锥形。虽然大多数离开盘状物的物质会直接进入黑洞口，但一小部分会被扭曲的磁场捕获，并向外弹射，产生两个笔直的光束，一些天体物理学家将其比作绝地武士的光剑。
这样的喷流最初吸引了科学家们的注意，是因为它们作为黑洞的视觉标志而存在——黑洞是大多数望远镜无法看到的无底深渊。随着时间的推移，研究人员开始认识到喷流本身的重要性：这些喷流发出的强烈热量有时会阻止周围的气体塌缩并形成新的恒星。然而，这种影响似乎有限，因为人们认为喷流不会延伸得太远，如果有的话，也不会超出它们自己星系的范围。这项新研究的基础天空调查通过识别超过10,000个巨大的黑洞喷流系统，特别是Porphyrion，使这一观点变得更加复杂。
领导该研究的加州理工学院天文学家Martijn Oei表示，像Porphyrion这样古老而庞大的喷流可能对早期宇宙的一些特征有所贡献。
2022年，Oei和他的同事们发现了一个由黑洞喷射出的喷流系统，从一端到另一端横跨1600万光年，或100个银河系的长度。Porphyrion不仅在绝对尺寸上超过了之前的记录保持者Alcyoneus，而且它对其宇宙环境的相对影响也更大。Porphyrion诞生于宇宙年龄不到现在一半的时候，那时的宇宙比今天要小得多、密集得多，因此它可以触及更广大的区域，超过Alcyoneus所能达到的范围。
据估计，Porphyrion的喷流拥有数万亿太阳总功率的能量，并能将周围气体的温度提高一百万摄氏度。这意味着它们可能不仅抑制了早期宇宙中恒星的形成，甚至可能抑制了整个星系的形成。它们高速喷射的磁化物质还可能穿透并填充了宇宙网中的空洞，即构成宇宙大尺度结构的物质丰富细丝和物质稀疏腔体网络。
Oei最感兴趣的是像Porphyrion这样的喷流系统可能为地球上的生命舞台铺平道路的可能性。我们的行星磁场保护着生物圈和大气层免受高能宇宙射线以及危险的太阳粒子爆发和辐射的轰击。然而，地球的磁场嵌入并与我们恒星的磁场相互关联，后者又处于贯穿银河系及其他地方的其他磁场之中。这条标量轨迹长而脆弱，但它可能穿越时间和空间追溯回我们在宇宙网的一条线上所处的位置——以及来自类似Porphyrion结构的潜在扰动。
为了更好地评估此类喷流对早期宇宙的影响，研究人员需要创建一个更加全面的结构目录。这项新研究仅覆盖了天空的15%，可能还有许多喷流尚未被发现。Oei指出，由于产生和维持强大喷流的条件仍然不甚了解，所以很难估计这些庞然大物的存在数量。
科学家们能够辨识出如此巨大的喷流，这本身就是现代望远镜灵敏度的一个证明。喷流的巨大尺寸使得它们难以在大多数足够强大的望远镜所提供的较小视场中被探测到。在这项新研究中，Oei和他的团队成员转向了一种名为低频阵列（LOFAR）的欧洲无线电望远镜网络，寻找大约两米波长的无线电光线。这些「人类大小的波」提供了「某些暴力而壮观事件发生地点」的迹象。
当Porphyrion出现时，他们使用了印度的巨型米波射电望远镜和夏威夷的W. M. Keck天文台来发现和研究发出信号的星系。Oei原本打算研究宇宙网，却意外发现了Porphyrion的一对喷流，这对他来说是个双重惊喜——他预计随着团队继续研究Porphyrion和其他巨型喷流系统，还会有无数更多的发现。
