Проект eROSITA зафиксировал изменения в самом мощном квазаре
Как художник представляет себе квазар
Астрономы изучают активные галактические ядра, известными также как квазизвездные объекты (или «квазары»), уже более 70 лет. Эти явления представляют собой результат активности сверхмассивных чёрных дыр, расположенных в центре массивных галактик. Чёрные дыры притягивают к себе газ и пыль, и формируют аккреционные диски. Материал в этих дисках ускоряется до скорости, близкой к скорости света, что приводит к испусканию огромного количества излучения в видимом, радио-, инфракрасном, ультрафиолетовом, гамма- и рентгеновском диапазонах. Квазары получаются настолько яркими, что на время затмевают свечение всех звёзд в диске их галактики.
Самый яркий квазар, наблюдавшийся до сих пор, яркость которого в 1015 раз больше, чем у нашего Солнца, известен как SMSS J114447.77–430859.3 (J1144). Этот квазар находится в галактике, расположенной примерно в 9,6 миллиардах световых лет от Земли, между созвездиями Центавра и Гидры. Используя данные обзора всего неба eROSITA и других космических телескопов, международная группа астрономов провела первые рентгеновские наблюдения J1144. Эти данные позволили группе исследовать преобладающие теории квазаров, которые могут дать новое представление о внутреннем устройстве квазаров и о том, как они влияют на галактики-хозяева.
eROSITA, созданная специалистами Института внеземной физики Макса Планка — основной инструмент на борту «Спектр-Рентген-Гамма» («Спектр-РГ») — российско-немецкой космической обсерватории, запущенной в 2019 году и в настоящее время работающей на гало-орбите вокруг точки Лагранжа L2. Эта обсерватория была спроектирована для проведения первого обзора всего неба в рентгеновском диапазоне средних энергий — до 10 кэВ. Во время первых пяти сканирований неба в период с 2020 по 2022 год eROSITA обнаружила J1144 как рентгеновский источник. Однако он не наблюдался в видимом диапазоне длин волн до 2022 года в рамках южного обзора SkyMapper (SMSS).
Как говорится в их исследовании, большая часть того, что известно о квазарах, основана на изучении близлежащих квазаров с низкой массой и низкой активностью. Для того чтобы понять, как сверхмассивные чёрные дыры растут со временем и как это влияет на их галактику-хозяина, необходимы детальные наблюдения за квазарами с большой массой и высокой активностью. Квазар J1144 не только яркий, он ещё и находится гораздо ближе к Земле, чем аналогичные источники, что делает его идеальным для астрономов, чтобы наблюдать за сверхмассивными чёрными дырами и влиянием, которое они оказывают на окружающую их галактическую среду.
Учёные, в числе прочего, определили массу и скорость роста центральной чёрной дыры, которая, по их оценкам, составляет 10 миллиардов солнечных масс и растёт на ~100 солнечных масс в год. Кроме того, наблюдения прибора eROSITA показали, как J1144 эволюционирует с течением времени, в том числе как меняется её яркость в течение года, но остаётся относительно постоянной с точки зрения её энергетического спектра. Эти наблюдения также показали изменчивость в течение нескольких дней, что обычно не наблюдается у чёрных дыр с большой массой и высокой активностью.
Наконец, наблюдения команды показали, что в то время как чёрная дыра потребляет часть газа из своего диска, другая часть выбрасывается, превращаясь в чрезвычайно мощные галактические ветры. Этот процесс передаёт огромную энергию от квазара в галактику-хозяина, сдувая газ и пыль, которые в противном случае собрались бы вместе для образования новых звёзд. Астрономы заметили этот эффект в последние годы, и эти наблюдения дают дополнительную поддержку теории о том, что активные галактические ядра могут «выключать» звездообразование в галактиках.
