Открыт самый далёкий квазар с мощными радио-джетами

Открыт самый далёкий квазар с мощными радиоджетами

Используя Очень Большой телескоп Европейской Южной обсерватории (VLT ESO), астрономы обнаружили и подробно изучили самый далёкий из всех известных на сегодня источников радиоизлучения. Это «радио-громкий» квазар — яркий объект, из которого истекают мощные излучающие в радиодиапазоне джеты. Он находится от нас настолько далеко, что свету от него понадобилось 13 миллиардов лет, чтобы достичь нашей планеты. Открытие может дать астрономам важные сведения для понимания физики ранней Вселенной.

Квазары – объекты очень высокой светимости, расположенные в центрах некоторых галактик. Механизм их излучения связан с находящимися в них сверхмассивными чёрными дырами. При взаимодействии чёрной дыры с окружающим её газом выделяется огромная энергия, что и позволяет астрономам регистрировать эти объекты, несмотря на огромные расстояния до них.

Новооткрытый квазар, обозначаемый P172+18, находится очень далеко: свет от него идет до нас около 13 миллиардов лет. Мы видим его таким, каким он был, когда возраст Вселенной составлял всего примерно 780 миллионов лет. Хотя открыты и более далёкие квазары, на этот раз впервые астрономы сумели получить явные свидетельства существования радио-джетов у квазара на таком раннем этапе истории Вселенной. Джеты, ярко сияющие на радиочастотах, есть примерно у 10% квазаров — астрономы называют их «радио-громкими».

Энергию излучения P172+18 даёт чёрная дыра с массой около 300 миллионов солнечных масс, «пожирающая» газ в огромных количествах. “Эта чёрная дыра очень быстро поглощает вещество, увеличивая свою массу со скоростью, присущей лишь очень малому количеству таких объектов во Вселенной”, – объясняет астроном Кьяра Маззуччелли (Chiara Mazzucchelli), стипендиат ESO в Чили, которая вместе с Эдуардо Баньядосом (Eduardo Ba?ados) из Института астрономии Макса Планка (Германия) руководила этим исследованием.

Астрономы считают, что между быстрым ростом сверхмассивной чёрной дыры и присутствием мощных радио-джетов, замеченных у таких квазаров, как P172+18, есть связь. По-видимому, джеты способны возбуждать газ вокруг чёрной дыры, увеличивая тем самым скорость выпадения газа на чёрную дыру. Таким образом, изучение радио-громких квазаров может рассказать о том, как именно чёрные дыры в ранней Вселенной смогли так быстро после Большого взрыва успеть дорасти до сверхмассивных масштабов.

“По-моему, это великолепно – открыть ‘новую’ чёрную дыру, найти ещё один «строительный блок», позволяющий понять устройство первичной Вселенной, из которой мы произошли, а значит, в конечном счете, природу всего нашего мира”, – говорит Маззуччелли.

Баньядос и Маззуччелли впервые отождествили P172+18 как далёкий квазар с Телескопом «Магеллан» в обсерватории Лас Кампанас в Чили. “Как только мы получили данные, мы лишь посмотрели на них, и с первого взгляда поняли, что открыли самый далёкий радио-громкий квазар из всех известных на сегодня”, – говорит Баньядос.

Так как время, выделенное для наблюдений, заканчивалось, группа не смогла получить достаточно данных, чтобы подробно исследовать объект. Но затем астрономам удалось провести ряд плодотворных наблюдений с другими телескопами и приёмниками, в том числе, с детектором X-shooter на ESO VLT. Это позволило глубже изучить характеристики квазара и, в частности, определить такие ключевые его параметры, как массу чёрной дыры и скорость поглощения ею окружающего её вещества. В исследовании были использованы и другие телескопы: Очень Большая антенная решетка Национальной Радиоастрономической обсерватории США и телескоп Кека.

Группа очень довольна результатами своей работы; статья с их изложением публикуется в The Astrophysical Journal. В то же время, исследователи уверены, что этот радио-громкий квазар может оказаться лишь первым из многих объектов такого типа, лежащих, возможно, и на более далёких космологических расстояниях. “Это открытие внушает оптимизм; я надеюсь и верю, что установленный нами «рекорд расстояния» будет скоро побит”, – говорит Баньядос.

Наблюдения с такими инструментами, как антенная решетка ALMA, которую ESO использует на партнерских началах, и как строящийся Чрезвычайно Большой телескоп ESO (ELT) могут помочь в поисках и подробном изучении других таких объектов ранней Вселенной.