Сегодня в астрономии наступило захватывающее время, когда рекорды регулярно бьются и сбрасываются. До 2023 года осталось всего два месяца, а уже установлены новые рекорды для самой далекой из когда-либо наблюдавшихся черных дыр, самой яркой сверхновой и гамма-лучей самой высокой энергии от нашего Солнца. Совсем недавно международная группа астрономов с помощью Очень Большого Телескопа ESO в Чили, как сообщается, увидела самый яркий объект, когда-либо наблюдавшийся во Вселенной: квазар (J0529-4351), расположенный примерно в 12 миллиардах световых лет от нас и обладающий самой быстрорастущей сверхмассивной черной дырой. (SMBH) в ее центре.
Международная команда, ответственная за это открытие, состояла из астрофизиков из Исследовательской школы астрономии и астрофизики (RSAA) и Центра гравитационной астрофизики (CGA) Австралийского национального университета (ANU). К ним присоединились исследователи из Мельбурнского университета, Парижского института астрофизики (IAP) и Европейской южной обсерватории (ESO). Статья, описывающая их результаты, под названием «Аккреция солнечной массы в день черной дырой с массой 17 миллиардов солнечных», недавно появилась в Интернете и будет опубликована в журнале. Природа Астрономия.
Квазары (сокращение от «квазизвездные объекты»), впервые обнаруженные в 1963 году голландско-американским астрономом Маартеном Шмидтом, представляют собой яркие ядра галактик, питаемые сверхмассивными черными дырами. Эти черные дыры собирают материю из своего окружения и ускоряют ее почти до скорости света, что высвобождает огромное количество энергии во всем электромагнитном спектре. Квазары становятся настолько яркими, что их ядра затмевают все звезды на диске, делая их самыми яркими объектами на небе и видимыми на расстоянии миллиардов световых лет.
Как правило, астрономы оценивают скорость роста сверхмассивных черных дыр на основе светимости центральной области галактики: чем ярче квазар, тем быстрее черная дыра аккрецирует материю. В этом случае СМЧД в ядре J0529-4351 увеличивается на массу, эквивалентную одной солнечной массе в день, что делает ее самой быстрорастущей черной дырой, когда-либо наблюдавшейся. При этом только аккреционный диск выделяет лучистую энергию 2 × 1041 Ватт, что более чем в 500 триллионов раз превышает световую энергию, излучаемую Солнцем. Кристиан Вольф, астроном АНУ и ведущий автор исследования, так охарактеризовал открытие в недавнем пресс-релизе ESO:
«Мы обнаружили самую быстрорастущую черную дыру, известную на сегодняшний день. Его масса равна 17 миллиардам Солнц, и он съедает чуть больше Солнца в день. Это делает его самым ярким объектом в известной Вселенной. Лично мне просто нравится погоня. На несколько минут в день я снова чувствую себя ребенком, играющим в поиск сокровищ, и теперь я приношу на стол все, чему научился с тех пор».
Но самое удивительное было то, что этот квазар скрывался на виду. «Весь этот свет исходит от горячего аккреционного диска диаметром семь световых лет — это, должно быть, самый большой аккреционный диск во Вселенной», — сказал доктор философии АНУ. студент и соавтор Сэмюэл Лай. «Удивительно, что оно осталось неизвестным до сегодняшнего дня, когда мы уже знаем о миллионе менее впечатляющих квазаров. До сих пор оно буквально смотрело нам в глаза», — добавил соавтор Кристофер Онкен, который также является астрономом в ANU.
Как объяснил Онкен, J0529-4351 появился на изображениях, полученных ESO Schmidt Southern Sky Survey в 1980 году. Только в последние годы он был признан квазаром благодаря усовершенствованным инструментам и измерениям. Для поиска квазаров требуются точные наблюдения на больших участках неба, в результате чего создаются огромные наборы данных, для анализа которых часто требуются алгоритмы машинного обучения. Однако эти модели несколько ограничены, поскольку они обучаются на существующих данных, то есть кандидаты выбираются на основе ранее наблюдаемых объектов.
Поскольку J0529-4351 настолько яркий, он был отклонен ЕКА. Обсерватория Гайя как слишком яркий, чтобы быть квазаром, и был признан яркой звездой. В прошлом году команда под руководством ANU определила его как далекий квазар на основе наблюдений с помощью 2,3-метрового телескопа в обсерватории Сайдинг-Спринг в Австралии. Затем они провели последующие наблюдения с использованием спектрографа X-shooter на телескопе VLT ESO, чтобы подтвердить свои результаты. Квазар также является идеальной целью для модернизации GRAVITY+ интерферометра очень большого телескопа ESO (VLTI), предназначенного для точного измерения массы черных дыр.
Кроме того, астрономы с нетерпением ждут возможности проводить наблюдения с помощью телескопов нового поколения, таких как Чрезвычайно Большой Телескоп ESO (ELT). Этот 39-метровый телескоп, который в настоящее время строится в пустыне Атакама в Чили, облегчит идентификацию и характеристику далеких квазаров. Изучение этих объектов и их центральных черных дыр могло бы раскрыть важные подробности о том, как сверхмассивные черные дыры и галактики одновременно эволюционировали в ранней Вселенной.
Дополнительная литература: ESO, Научные статьи ESO
