Рентгеновский снимок ядра мощного квазара

Исследователи наблюдали рентгеновское излучение самого яркого квазара за последние 9 миллиардов лет космической истории, известного как SMSS J114447.77-430859.3 или сокращенно J1144. Новая перспектива проливает свет на внутреннюю работу квазаров и то, как они взаимодействуют с окружающей средой. Исследование опубликовано в Ежемесячные уведомления Королевского астрономического общества.

J1144 находится в галактике на расстоянии 9,6 миллиардов световых лет от Земли, между созвездиями Центавра и Гидры, невероятно мощной, в 100 000 миллиардов раз ярче Солнца. J1144 находится намного ближе к Земле, чем другие источники схожей яркости, что позволяет астрономам получить представление о черной дыре, питающей квазар и окружающую его среду. Исследованием руководили доктор Элиас Каммун, научный сотрудник Института исследований астрофизики и планетологии (IRAP), и Зсови Эго, докторант Института внеземной физики им. Макса Планка (MPE).

Квазары — одни из самых ярких и далеких объектов в известной Вселенной, и они питаются газом, падающим в сверхмассивную черную дыру. Их можно описать как активные галактические ядра (АЯГ) чрезвычайно высокой светимости, испускающие огромное количество электромагнитного излучения, наблюдаемого в радио-, инфракрасном, видимом, ультрафиолетовом и рентгеновском диапазонах. Первоначально J1144 наблюдался в видимом диапазоне длин волн в 2022 году с помощью Южного обзора SkyMapper (SMSS).

В этом исследовании ученые объединили наблюдения нескольких космических обсерваторий: прибора eROSITA на борту обсерватории «Спектр-Рентген-Гамма» (СРГ), ЕКА Обсерватория Ньютона XMM, НАСАМассив ядерных спектроскопических телескопов НАСА (NuSTAR) и обсерватория Нила Герелса Свифта НАСА.

Команда использовала данные четырех обсерваторий для измерения температуры рентгеновских лучей, испускаемых квазаром. Они обнаружили, что эта температура составляет около 350 миллионов К, что более чем в 60 000 раз превышает температуру на поверхности Солнца. Команда также обнаружила, что масса черной дыры в центре квазара примерно в 10 миллиардов раз больше массы Солнца, а скорость ее роста составляет около 100 масс Солнца в год.

Рентгеновское излучение от этого источника менялось в течение нескольких дней, что обычно не наблюдается у квазаров с большими черными дырами, таких как J1144. Типичная шкала времени для черной дыры такого размера будет порядка месяцев или даже лет. Наблюдения также показали, что по мере того, как черная дыра поглощает часть газа, часть газа выбрасывается в виде очень сильных ветров, впрыскивая большое количество энергии в родительскую галактику.

«Мы были очень удивлены тем, что ни одна предыдущая рентгеновская обсерватория не обнаружила этот источник, несмотря на его чрезвычайную мощность», — говорит доктор Камун, ведущий автор статьи.

Он добавляет: «Подобные квазары обычно находятся на гораздо больших расстояниях, поэтому они кажутся тусклее, и мы видим их такими, какими они были, когда Вселенной было всего 2-3 миллиарда лет. J1144 — очень редкий источник из-за своей яркости. и так близко к Земле (хотя это все еще большое расстояние!), что дает нам уникальное представление о том, как выглядят такие мощные квазары».

«Новая кампания по мониторингу этого источника начнется в июне этого года, что может выявить больше сюрпризов из этого уникального источника».