Астрономы провели исследование самого яркого квазара — ID830
Международная группа астрономов под руководством Сакико Обучи из Университета Васэда в Токио провела комплексное исследование далекого квазара ID830, используя данные российско-немецкого космического аппарата «Спектр-РГ» и ряда наземных телескопов. Результаты, опубликованные на сервере препринтов arXiv, демонстрируют, что этот объект является уникальным даже среди самых экстремальных астрофизических явлений — квазаров. Квазары, или квазизвездные объекты, представляют собой активные ядра галактик, питаемые аккрецией вещества на сверхмассивные черные дыры, и излучают колоссальную энергию по всему электромагнитному спектру.
Объект ID830, также известный как eFEDS J084222.9+0010000, с красным смещением 3.43, привлек внимание ученых своей исключительно высокой болометрической светимостью, составляющей около одного квиндециллиона эрг/с. Такое энерговыделение указывало на одну из двух возможностей: либо в его центре находится черная дыра чудовищной массы, близкой к теоретическому пределу, либо имеет место процесс сверхэддингтоновской аккреции, когда вещество падает на черную дыру с чрезвычайно высокой скоростью.
Для разрешения этой дилеммы ученые провели многоволновой анализ, объединив рентгеновскую спектроскопию от обсерватории «Спектр-РГ», оптические данные SDSS, ультрафиолетовые и оптические спектры с телескопа Subaru/MOIRCS, а также обширный набор радиоданных от LOFAR, GMRT, FIRST, ASKAP и VLASS. Результаты показали, что ID830 является редким примером радиогромкого квазара, находящегося в режиме сверхэддингтоновской аккреции и демонстрирующего экстремальный избыток рентгеновского излучения.
Ключевым открытием стала рентгеновская светимость ID830, достигшая значения 0.01 квиндециллиона эрг/с, что делает его самым ярким в рентгеновском диапазоне среди всех известных радиогромких квазаров. Расчетная болометрическая светимость составила около 0.076 квиндециллиона эрг/с, а отношение Эддингтона — 1.4, что однозначно подтверждает гипотезу сверхэддингтоновской аккреции. Масса центральной сверхмассивной черной дыры была оценена примерно в 440 миллионов солнечных масс, что исключает сценарий с черной дырой рекордной массы и указывает на экстремальную скорость аккреции.
Еще одной отличительной чертой квазара ID830 оказалось аномально высокое отношение ультрафиолетовой и рентгеновской светимости, составившее -1.2. Это значение превышает аналогичные показатели для других квазаров и так называемых «маленьких красных точек» — предполагаемых ранних активных галактических ядер, недавно обнаруженных телескопом JWST.
Кроме того, исследование выявило, что кинетическая мощность релятивистского джета ID830 колоссальна и составляет от 1 до 10 кваттродециллионов эрг/с, будучи сравнимой с его собственной светимостью. Это означает, что механическая энергия джета способна эффективно передаваться в межзвездную среду галактики, оказывая значительное влияние на ее эволюцию.
Ученые пришли к выводу, что ID830, вероятно, находится в особой переходной фазе, когда после аккреционного всплеска одновременно активизируются и корона (источник рентгеновского излучения), и джет. Таким образом, ID830 может представлять собой связующее эволюционное звено между более обычными субэддингтоновскими квазарами и слабыми рентгеновскими объектами с быстрой аккрецией, которые начали массово открывать с помощью JWST. Это делает его уникальной природной лабораторией для изучения процессов экстремальной аккреции и формирования релятивистских струй на самых ранних этапах развития Вселенной.