Квазар-рекордсмен

При помощи Очень Большого Телескопа (VLT) Европейской Южной Обсерватории (ESO) астрономы обнаружили самый яркий квазар из когда-либо наблюдавшихся. Квазар, получивший название J0529-4351, находится так далеко, что его свету потребовалось более 12 миллиардов лет, чтобы достичь Солнечной системы.

Квазары представляют собой активные ядра галактик, в которых сверхмассивная черная дыра поглощает окружающее вещество, формируя аккреционный диск. Этот диск и является источником мощного излучения, делающего квазары самыми яркими объектами в видимой Вселенной. Излучение квазаров иногда в десятки и сотни раз превышает суммарное излучение всех звезд таких галактик, как наша. Черная дыра в рекордном квазаре увеличивается в массе на величину, эквивалентную одному Солнцу в день, что делает ее самой быстрорастущей черной дырой на сегодняшний день.

«Мы обнаружили самую быстрорастущую черную дыру, известную на сегодняшний день. Ее масса равна 17 миллиардам Солнц, и она поглощает чуть больше Солнца в день. Это делает ее самым ярким объектом в известной Вселенной», — говорит ведущий автор исследования, астроном Кристиан Вольф из Австралийского национального университета. Материя, притягиваемая к этой черной дыре, излучает столько энергии, что J0529-4351 более чем в 500 триллионов раз ярче Солнца. Несколько лет назад NASA и Европейское космическое агентство сообщили, что космический телескоп «Хаббл» обнаружил квазар J043947.08+163415.7, яркость которого равна 600 триллионам Солнц. Однако яркость этого квазара была увеличена «линзирующей» галактикой, расположенной между нами и квазаром. Фактическая же светимость J043947.08+163415.7 оценивается примерно в 11 триллионов Солнц. Так что рекорд по праву принадлежит квазару J0529-4351.

«Весь этот свет исходит от горячего аккреционного диска диаметром семь световых лет — это, должно быть, самый большой аккреционный диск во Вселенной», — говорит астроном Сэмюэл Лай. Семь световых лет — это примерно в 15 000 раз больше расстояния от Солнца до орбиты Нептуна.

Примечательно, что этот квазар-рекордсмен скрывался на виду у ученых. «Удивительно, что он остался неизвестным до сегодняшнего дня, когда мы уже знаем о миллионе менее впечатляющих квазаров. До сих пор он буквально смотрел нам в глаза», — говорит Кристофер Онкен. Он добавляет, что этот объект появился на изображениях, полученных в 1980 году, в рамках обзора южного неба телескопом Шмидта (Австралия), но квазаром он был признан лишь несколько десятилетий спустя.

Для поиска квазаров необходимы точные данные наблюдений на больших участках неба. Полученные наборы данных настолько велики, что исследователи часто используют модели машинного обучения, чтобы проанализировать их и отличить квазары от других небесных объектов. Однако эти модели обучаются на существующих данных, что ограничивает круг потенциальных кандидатов объектами, похожими на уже известные. Если новый квазар окажется ярче любого другого, наблюдавшегося ранее, программа может отклонить его кандидатуру и вместо этого классифицировать его как звезду, не слишком далекую от Земли.

Так и случилось: автоматический анализ данных со спутника Gaia Европейского космического агентства не отнес J0529-4351 к квазарам, поскольку он слишком яркий, предположил, что это звезда. В прошлом году исследователи идентифицировали его как далекий квазар, используя наблюдения с 2,3-метрового телескопа Австралийского национального университета в обсерватории Сайдинг-Спринг. Однако для того, чтобы обнаружить, что это был самый яркий квазар, когда-либо наблюдавшийся, потребовались более крупный телескоп и измерения с помощью более точного инструмента. Спектрограф X-shooter на VLT ESO в чилийской пустыне Атакама смог получить эти важные данные.

Самая быстрорастущая из когда-либо наблюдавшихся черных дыр станет идеальной целью для нового интерферометра GRAVITY+ на VLT ESO, который предназначен для точного измерения массы черных дыр, в том числе тех, которые находятся далеко от Земли. Кроме того, Чрезвычайно Большой Телескоп (ELT) ESO, 39-метровый телескоп, строящийся сейчас в чилийской пустыне Атакама, сделает идентификацию и характеристику таких неуловимых объектов более осуществимой.

Обнаружение и изучение далеких сверхмассивных черных дыр может пролить свет на некоторые загадки ранней Вселенной, в том числе на то, как они и их родительские галактики формировались и развивались.

Результаты исследования опубликованы в журнале Nature Astronomy.