Море и космос
Телескоп ART-XC им. М.Н. Павлинского снял покров с мощного квазара, – сообщила пресс-служба Института космических исследований РАН.
В ходе обзора всего неба телескоп ART-XC им. М. Н. Павлинского на борту обсерватории «Спектр-РГ» обнаружил ранее неизвестный рентгеновский источник SRGA J230631.0+155633. Дальнейшие исследования показали, что это один из самых мощных и интересных квазаров, которые существовали во Вселенной в последние пять миллиардов лет. Статья с результатами исследований принята к публикации в журнале Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.
При аккреции вещества на сверхмассивную черную дыру в центрах галактик выделяется огромное количество энергии во всех диапазонах длин волн, от радио- до гамма-лучей. Такие объекты называют активными ядрами галактик (АЯГ). Наиболее мощные из них — квазары — могут наблюдаться с огромных расстояний, соответствующих разным эпохам в жизни Вселенной. Соответственно, наблюдая их на разных расстояниях, можно делать выводы о том, как эти объекты росли по мере эволюции самой Вселенной.
Основной период активности квазаров пришелся на первые три миллиарда лет после Большого взрыва, и именно тогда выросли самые массивные (несколько миллиардов масс Солнца) черные дыры. В последующие десять миллиардов лет количество квазаров монотонно снижалось, указывая на то, что самые большие черные дыры перестали активно набирать массу. В современную эпоху мы в основном встречаем сравнительно маломощные АЯГ, в которых продолжается аккреция вещества на относительно небольшие черные дыры — от миллиона до сотен миллионов масс Солнца.
Квазары на больших красных смещениях (z~6 и больше), естественно, вызывают наибольший интерес, так как позволяют нам узнать, что происходило в первый миллиард лет жизни Вселенной. Однако такие объекты невозможно исследовать подробно из-за слишком малого количества фотонов, которые добираются до телескопов с огромных расстояний. Поэтому очень важно искать и исследовать подобные объекты на меньших расстояниях от нас, ведь по своим физическим свойствам далекие и близкие квазары должны быть похожи друг на друга.
Важную роль в поиске мощных квазаров в сравнительно близкой, по космологическим меркам, Вселенной играют обзоры всего неба в жестком рентгеновском диапазоне. Дело в том, что большинство АЯГ во Вселенной относятся к так называемому второму типу. В таких объектах центральный источник (черная дыра с аккреционным диском) закрыт от нас «тором» из холодного газа и пыли. В нем поглощается практически все оптическое, ультрафиолетовое и мягкое рентгеновское излучение аккреционного диска, однако жесткие рентгеновские лучи, производимые в горячей короне диска, проходит сквозь тор к наблюдателю.
В 2020 г., уже в самом начале обзора всего неба телескоп ART-XC им. М.Н. Павлинского на борту обсерватории «Спектр-РГ» обнаружил ранее неизвестный источник SRGA J230631.0+155633 (сокращенно SRGA J2306+1556), который сразу привлек внимание ученых. Дело в том, что в этом же месте на небе находится объект, известный из каталога оптического обзора SDSS, который по оптическому спектру можно классифицировать как АЯГ второго типа на красном смещении z=0.4389. Это соответствует возрасту Вселенной около 9 миллиардов лет. В сочетании с измеренным телескопом ART-XC потоком фотонов это означает, что рентгеновская светимость объекта составляет порядка 5 на 1045 эрг в секунду, что необычайно много для АЯГ в близкой Вселенной.
Чтобы лучше понять, что это за объект, в июне 2023 г. были организованы его наблюдения с помощью телескопа ART-XC в режиме трехосной стабилизации аппарата СРГ. Они продлились почти сутки — для сравнения, во время обзора всего неба его наблюдали во время нескольких «проходов» по 20 секунд каждый.
Обобщая все имеющиеся факты, ученые пришли к выводу, что SRGA J2306+1556 является очень мощным «радиогромким» квазаром. Массу центральной черной дыры в этом объекте можно оценить в 1.4 миллиарда масс Солнца на основе корреляции с массой родительской галактики, которая хорошо видна на оптических изображениях.
«Огромная светимость квазара говорит о том, что черная дыра поглощает порядка десяти масс Солнца вещества каждый год. Подобные объекты представляют огромную редкость в современную и недавние эпохи. Их практически нет на красных смещениях z<0.5, что соответствует последним пяти миллиардам лет жизни Вселенной. Таким образом, этот квазар дает возможность исследовать со сравнительно близкого расстояния (но все же огромного — около двух гигапарсек!) физические процессы, которые происходили в период роста сверхмассивных черных дыр в ранней Вселенной», — говорит руководитель исследования заведующий лабораторией экспериментальной астрофизики ИКИ РАН профессор РАН Сергей Сазонов.
Открытие SRGA J2306+1556 стало возможным благодаря уникальному сочетанию характеристик обзора всего неба телескопа ART-XC им М.Н. Павлинского, а именно широкого покрытия, высокой чувствительности и жесткого диапазона энергий. Обзор неба продолжается и дает ученым надежду открыть новые интересные квазары.
Ранее сообщалось, что в Мосгордуме обсудили развитие космической отрасли.