"Хаббл" показал квазар в невиданных ранее деталях

Астрономы использовали уникальные возможности космического телескопа "Хаббл", чтобы заглянуть ближе, чем когда-либо, в глотку энергичного монстра — черной дыры, питающей квазар.

Об этом рассказывается на сайте "Хаббла", передают OstanniPodii.com.

Квазар -- это галактический центр, который ярко сияет, когда сверхмассивная черная дыра поглощает вещество из своего непосредственного окружения.

По словам Бин Рена из Обсерватории Лазурного побережья и Университета Лазурного побережья в Ницце (Франция), новые снимки "Хаббла" показывают много "странных вещей", которые можно увидеть вокруг квазара.

"У нас есть несколько сгустков разных размеров и загадочная L-образная нитевидная структура. Все это в пределах 16 000 световых лет от черной дыры".

Некоторые из объектов могут быть небольшими галактиками-спутниками вокруг черной дыры, и поэтому они могут предложить вещество, которое будет аккрецировать на центральную сверхмассивную черную дыру, питая яркий маяк.

"Благодаря наблюдательной способности "Хаббла" мы открываем новый проход к пониманию квазаров", - сказал Рен. "Мои коллеги очень взволнованы, потому что они никогда раньше не видели так много деталей".

Квазары выглядят точечными источниками света в небе, похожими на звезды (отсюда и название -- квазизвездный объект).

Квазар в новом исследовании, называемый 3C 273, был идентифицирован в 1963 году астрономом Мартеном Шмидтом как самый первый квазар. На расстоянии 2,5 миллиарда световых лет он был слишком далеким как для звезды. Он, по-видимому, был более энергичным, чем когда-либо представляли, со светимостью более чем в 10 раз ярче, чем самые яркие гигантские эллиптические галактики. Это открыло дверь к неожиданной новой загадке в космологии: Что питает это массивное производство энергии? Вероятным виновником было вещество, аккрецирующееся на черную дыру.

В 1994 году новый острый взгляд "Хаббла" показал, что среда, которая окружает квазары, намного сложнее, чем ранее предполагалось. Изображения указывали на галактические столкновения и слияния между квазарами и галактиками-спутниками, где обломки каскадом падают на сверхмассивные черные дыры. Это приводит к поддержанию "горения" черных дыр, то есть свечения квазаров.

Для Хаббла всматриваться в квазар 3C 273 -- это все равно, что смотреть прямо в ослепительную автомобильную фару и пытаться разглядеть муравья, ползущего по ободу вокруг нее. Квазар излучает в тысячи раз больше энергии, чем все звезды в галактике.

3C 273 -- один из ближайших к Земле квазаров, на расстоянии 2,5 миллиарда световых лет. (Если бы он был совсем рядом, в нескольких десятках световых лет от Земли, то казался бы таким же ярким, как Солнце в небе!)

Инструмент "Хаббла" STIS (Спектрограф с визуализацией космического телескопа) может служить коронографом для блокировки света от центральных источников, подобно тому, как Луна блокирует блики Солнца во время полного солнечного затмения. Астрономы использовали STIS для обнаружения пылевых дисков вокруг звезд, чтобы понять формирование планетных систем, а теперь они могут применить STIS для лучшего понимания галактик с квазарами. Коронограф "Хаббла" позволил астрономам заглянуть в восемь раз ближе к черной дыре, чем когда-либо прежде.

Два изображения квазара 3C 273, сделанные разными инструментами космического телескопа "Хаббл". Сверху -- это изображение 3C 273, полученное с помощью "Широкоугольной и планетарной камеры 2" (WFPC2). Выглядит как яркая белая автомобильная фара. К позиции "четвертый час" тянется линейная оранжево-белая дымообразная особенность, похожая на внегалактический джет, запущенный из квазара в центре черной дыры невидимой галактики. Под заголовком указано, какие фильтры были использованы для создания изображения и какой цвет присвоен каждому фильтру: F450W -- синий, F606W -- оранжевый. Стрелки компаса в правом нижнем углу показывают ориентацию изображения на небе: северная стрелка указывает на 11 часов, восточная -- на 8 часов. Масштабная линейка в левом нижнем углу обозначена "182 000 световых лет" на "15 дуговых секундах". Изображение снизу получено с помощью коронографа STIS, примерно такое же, как и изображение от WFPC2, но в синих оттенках. Черный круг блокирует блики квазара. Возле черной дыры виден нитевидный материал синего цвета. Внегалактическая струя все еще видна. Credit: NASA, ESA, Bin Ren (Université Côte d′Azur/CNRS)

Ученые получили редкое представление о внегалактическом джете вещества квазара длиной 300 000 световых лет, который летит через космос почти со скоростью света. Сравнив коронографические данные STIS с архивными изображениями STIS с 22-летним перерывом, команда во главе с Реном пришла к выводу, что джет движется быстрее, когда он удаляется от монструозной черной дыры.

"Благодаря тонким пространственным структурам и движению джета, "Хаббл" заполнил пробел между мелкомасштабной радиоинтерферометрией и крупномасштабными оптическими наблюдениями, и, таким образом, мы можем сделать наблюдательный шаг к более полному пониманию морфологии галактик с квазарами. Наши предыдущие представления были очень ограниченными, но "Хаббл" позволяет нам детально понять сложную морфологию квазаров и галактические взаимодействия. В будущем дальнейшее изучение 3C 273 в инфракрасном свете с помощью космического телескопа Джеймса Уэбба может дать нам больше подсказок", - сказал Рен.

По меньшей мере 1 миллион квазаров разбросаны по небу. Они являются полезными фоновыми "прожекторами" для различных астрономических наблюдений. Больше всего квазаров появилось примерно через 3 миллиарда лет после Большого взрыва, когда столкновения галактик были более распространенными.