Вчені виявили найяскравіший квазар у Всесвіті

Відомо, що чорні діри мають настільки сильні гравітаційні поля, що ми не можемо їх побачити. Однак їхні акреційні диски, де обертається матеріал, наприклад, розібрані зірки перед тим, як бути поглинутими, можуть бути надзвичайно яскравими. Дійсно, акреційні диски надмасивних чорних дір у центрах галактик роблять квазари найяскравішими об’єктами у Всесвіті. Єдина причина, чому вони не домінують на нашому небі, полягає в тому, що їх немає поблизу – найближчий квазар утворився 600 мільйонів років тому.

Наскільки яскравими можуть бути квазари – це відкрите питання, яке було значно розширене відкриттям J0529-4351 за допомогою обсерваторії Сайдінг Спрінг і підтверджене спостереженнями на Дуже великому телескопі Європейської південної обсерваторії. Яскравість J0529-4351 подібна до двох інших потужних квазарів, J0100+2802 і J2157-3602, і знаходиться на схожій відстані близько 12 мільярдів світлових років. Однак є одна велика відмінність.

J0100+2802 і J2157-3602 гравітаційно лінзовані; в кожному випадку ближча галактика фокусує їхнє світло так, що воно здається набагато яскравішим у нашому місці, ніж зазвичай. Якщо врахувати це лінзування, ці два квазари, хоча вони, безумовно, дуже яскраві, могли б бути частиною основної групи яскравих квазарів, які ми зараз відкриваємо.

Вчені, які відкрили J0529-4351, не змогли виявити жодного значного лінзування. Якщо тільки не існує якоїсь лінзи з темної матерії, про яку ми не знаємо, професор Мельбурнського університету Рейчел Вебстер повідомила IFLScience, що вони підрахували, що ймовірність великого лінзування “комфортно менша за 1 відсоток”.

Якщо залишити цю віддалену можливість осторонь, це робить J0529-4351 принаймні на порядок яскравішим, ніж його очевидно схожі аналоги, що ставить його в 3-4 рази попереду будь-яких інших квазарів, не кажучи вже про інші відомі нам об’єкти.

“Це також найяскравіший відомий об’єкт у Всесвіті. Він у 200 трильйонів разів яскравіший за наше Сонце”, – заявив доктор Крістіан Вольф з Австралійського національного університету, додавши, що він сумнівається в тому, що цей рекорд коли-небудь буде побитий. За альтернативною оцінкою, ця цифра становить 500 трильйонів, що ближче до даних Вебстера, але що таке 300 трильйонів разів більша яскравість Сонця між друзями?

Зв’язок між світністю квазара і швидкістю, з якою він нарощує масу, не ідеальний. Такі фактори, як кут, під яким ми його бачимо, і швидкість обертання діри, також відіграють певну роль. Тим не менш, першовідкривачі вважають, що вони мають достатньо інформації, щоб обчислити швидкість, з якою цей монстр живиться.

“J0529-4351 настільки яскрава, що ми зможемо вивчити її і, можливо, з’ясувати її обертання”, – сказав Вебстер в інтерв’ю IFLScience, що дозволить більш точно оцінити швидкість акреції.

Деякі яскраві квазари живляться від зірки масою Сонця, яка щороку втягується в їхній акреційний диск і зрештою поглинається. J0529-4351, ймовірно, робить те саме щодня.

J0529-4351 не є наймасивнішою чорною дірою з коли-небудь знайдених, але з масою в 17 мільярдів сонячних мас вона, безумовно, на першому місці. Очевидне протиріччя між її винятковою яскравістю і більш звичайною масою пояснюється її віком, оскільки ми спостерігаємо її швидше після народження Всесвіту, ніж деякі подібні об’єкти.

З одного боку, це означає, що в момент, коли ми її бачимо, вона ще не встигла вирости до рекордних розмірів. З іншого боку, швидкість живлення також могла бути вищою. “У всесвіті-підлітку матерія рухалася хаотично і живила голодні чорні діри. Сьогодні зірки рухаються впорядковано на безпечних відстанях і лише зрідка занурюються в чорні діри”, – сказав Вебстер.

На такій величезній відстані ми не можемо розгледіти J0529-4351 в деталях, але ближчі аналоги дають нам потужні підказки. “Вона схожа на гігантську магнітну грозову комірку з температурою 10 000 градусів за Цельсієм, блискавками повсюди і вітрами, що дмуть так швидко, що облетять Землю за секунду”, – сказав Вольф. “Цей штормовий осередок має сім світлових років у поперечнику, що на 50 відсотків більше, ніж відстань від нашої Сонячної системи до найближчої зірки в Галактиці, альфа Центавра”.

Видима зоряна величина J0529-4351 становить близько 16-ї зоряної величини, як у Плутона на найвіддаленішій ділянці його орбіти. Це означає, що сучасні професійні телескопи не мають проблем з його виявленням. Складність полягає в тому, щоб помітити, що це квазар, а не зоря в нашій галактиці. Дослідження, проведені за допомогою космічного телескопа Gaia, пропустили його, тому що їхні пошукові програми зі штучним інтелектом були натреновані на відомих квазарах і не розпізнали щось, що так далеко відходить від інших прикладів. “Людина-астроном, дивлячись на спектр Gaia, розпізнала б квазар і червоне зміщення з першого погляду”, – зазначають автори.

Співавтор статті доктор Крістофер Онкен сказав: “Дивно, що вона залишалася невиявленою до цього часу, враховуючи те, що ми знаємо про багато інших, менш вражаючих чорних дір. Вона ховалася у всіх на виду”.