Самый яркий и быстрорастущий: астрономы идентифицировали квазар-рекордсмен

Используя Очень Большой Телескоп (VLT) Европейской Южной Обсерватории (ESO), астрономы изучили очень далекий квазар, обнаружив, что он не только самый яркий в своем роде, но и самый яркий объект, когда-либо наблюдавшийся.

Квазары — это активные ядра далеких галактик, питаемые сверхмассивными черными дырами. Черная дыра в этом рекордном квазаре увеличивается в массе на величину, эквивалентную одному Солнцу в день, что делает ее самой быстрорастущей известной черной дырой на сегодняшний день.

Черные дыры, питающие квазары, собирают материю из своего окружения в процессе настолько энергичном, что при этом излучают огромное количество света. Настолько, что квазары являются одними из самых ярких объектов на нашем небе, а это значит, что с Земли видны даже далекие объекты. Как правило, самые яркие квазары указывают на самые быстрорастущие сверхмассивные черные дыры.

«Мы обнаружили самую быстрорастущую черную дыру, известную на сегодняшний день. Ее масса равна 17 миллиардам Солнц, и она съедает чуть больше Солнца в день. Это делает ее самым ярким объектом в известной Вселенной», — говорит Кристиан Вольф, астроном Австралийского национального университета (ANU) и ведущий автор исследования, опубликованного в журнале Nature Astronomy.

Квазар, получивший название J0529-4351, находится так далеко от Земли, что его свету потребовалось более 12 миллиардов лет, чтобы достичь нас.

Материя, притягиваемая к этой черной дыре, излучает столько энергии, что J0529-4351 более чем в 500 триллионов раз ярче Солнца.

«Весь этот свет исходит от горячего аккреционного диска диаметром семь световых лет — это, должно быть, самый большой аккреционный диск во Вселенной», — говорит аспирант и соавтор исследования Сэмюэл Лай. Семь световых лет — это примерно в 15 000 раз больше расстояния от Солнца до орбиты Нептуна.

И что примечательно, этот квазар-рекордсмен прятался на виду. «Удивительно, что он оставался неизвестным до сегодняшнего дня, когда мы уже знаем о миллионе менее впечатляющих квазаров. До сих пор он буквально смотрел нам в глаза», — говорит соавтор Кристофер Онкен, астроном из ANU. Он добавил, что этот объект появился на изображениях Южного обзора неба ESO Schmidt, датированных 1980 годом, но квазаром он был признан лишь несколько десятилетий спустя.

Для поиска квазаров необходимы точные данные наблюдений на больших участках неба. Полученные наборы данных настолько велики, что исследователи часто используют модели машинного обучения, чтобы проанализировать их и отличить квазары от других небесных объектов.

Однако эти модели обучаются на существующих данных, что ограничивает потенциальных кандидатов объектами, похожими на уже известные. Если новый квазар окажется ярче любого другого, наблюдавшегося ранее, программа может отклонить его и вместо этого классифицировать как звезду, не слишком далекую от Земли.

Автоматический анализ данных со спутника Gaia Европейского космического агентства не выявил J0529-4351 как яркий квазар, и предположил, что это звезда. В прошлом году исследователи идентифицировали его как далекий квазар, используя наблюдения с 2,3-метрового телескопа ANU в обсерватории Сайдинг-Спринг в Австралии.

Однако для того, чтобы обнаружить, что это был самый яркий квазар, когда-либо наблюдавшийся, потребовался более крупный телескоп и измерения с помощью более точного инструмента. Спектрограф X-shooter на VLT ESO в чилийской пустыне Атакама предоставил важные данные.

Самая быстрорастущая черная дыра, когда-либо наблюдавшаяся, также станет идеальной целью для обновления GRAVITY+ интерферометра VLT ( VLTI ) ESO, который предназначен для точного измерения массы черных дыр, в том числе тех, которые находятся далеко от Земли.

Кроме того, Чрезвычайно Большой Телескоп ESO (ELT), 39-метровый телескоп, строящийся в чилийской пустыне Атакама, сделает идентификацию и характеристику таких неуловимых объектов еще более осуществимой.

Обнаружение и изучение далеких сверхмассивных черных дыр могло бы пролить свет на некоторые загадки ранней Вселенной, в том числе на то, как они и их родительские галактики формировались и развивались.

Примечание

Несколько лет назад НАСА и Европейское космическое агентство сообщили, что космический телескоп Хаббл обнаружил квазар J043947.08+163415.7, яркость которого равна 600 триллионам Солнц. Однако яркость этого квазара была увеличена «линзирующей» галактикой, расположенной между нами и далеким квазаром. Фактическая светимость J043947.08+163415.7 оценивается примерно в 11 триллионов Солнц (1 триллион — это миллион миллионов: 1 000 000 000 000 или 10¹² ).