Пошук квазарів: рідкісні позагалактичні об’єкти тепер легше помітити

Астрофізики розробили новий метод визначення місцеперебування надзвичайно рідкісних позагалактичних об′єктів — “квазарів зі змінюваним виглядом”.

Вони сподіваються, що їх методи пошуку таких квазарів ще на один крок наблизять науковців до розкриття однієї з найбільших загадок Всесвіту — як зростають надмасивні чорні діри. Вважається, що квазари відповідають за регулювання зростання надмасивних чорних дір та їх галактик-господарів, розповідають в Університеті Бата, Великобританія.

Квазар — це регіон вражаючої світимості в центрі галактики, приведений в дію надмасивною чорною дірою — найбільшим типом чорних дір, маса якої перевищує масу нашого Сонця у мільйони або мільярди разів. У центрі Чумацького Шляху також є надмасивна чорна діра.

“Квазари зі змінюваним виглядом” швидко переключаються між станами високої світимості до низької, і вчені ще не з'ясували причину чому це відбувається. Коли яскравість зменшується, квазар стає занадто тьмяним, щоб його можна було побачити на тлі галактики-господаря, що ускладнює космічним науковцям пошук як його, так і надмасивної чорної діри, з якою він пов’язаний.

Новий метод виявлення дозволить дослідникам знаходити квазари, що зазнають екстремальних змін у світності, а отже, створити більш всеохоплюючий перепис надмасивних чорних дір. Наступним кроком буде вивчення причин перемикання світності, щоб дозволити вченим краще розуміти, як зростають надмасивні чорні діри. Звідси, швидше за все, з’являться підказки про ланцюг подій, що призводять до зростання галактик, оскільки виділення енергії надмасивними чорними дірами може впливати на долю галактик.

Астрофізик доктор Каролін Віллфорт, яка брала участь у дослідженні, сказала: "Ці квазари та надмасивні чорні діри надзвичайно важливі для еволюції галактик — чим більше ми дізнаємось про них, тим більше ми зрозуміємо, як вони впливають на зростання галактик".

Чим саме є квазари?

Квазари є найсвітлішими постійними джерелами світла у Всесвіті. В багатьох галактиках, в тому числі і в нашій, як вважається, є такий, а загалом астрофізики ідентифікували їх понад мільйон.

Квазари утворюються, коли газоподібна речовина притягується силами гравітації до надмасивної чорної діри. Коли цей газ наближається до чорної діри, він утворює “акреційний диск”, який обертається навколо чорної діри. Енергія виділяється з диска у вигляді електромагнітного випромінювання, і саме це випромінювання виробляє світність квазара.

Акреційний диск оточений щільним пилоподібним пончиком, який закриває значну частину випромінювання квазара. Оскільки пилова структура дуже велика, рівень затемнення не повинен змінюватися у людських часових масштабах, однак квазар зі змінюваним виглядом може швидко (протягом людського року) переключитися від яскравого до темного, що було б дуже несподівано, якщо це правда. Створення більш вичерпного переліку квазарів зі змінюваним виглядом було б важливим кроком до розуміння причин цих очевидних переходів.

Попередні зусилля ідентифікувати квазари зі змінюваним виглядом опиралися на мінливість у широкому діапазоні довжин хвиль — метод, званий фотометричною мінливістю, який, як відомо, пропускає квазари з меншою яскравістю. Дослідники з Бата використовували спектроскопічні дані для оцінки змін у дуже малих діапазонах довжин хвиль, що дозволило їм виявити квазари зі змінюваним виглядом, пропущені фотометричними пошуками. Використовуючи цю техніку, вони помітили чотири квазари зі змінюваним виглядом за мільйони світлових років від землі. Усі чотири були занадто тьмяні, щоб їх можна було виявити фотометричними пошуками. Більш ранні спроби ідентифікації дозволили виявили лише два ці квазари в одній області.

Колишній студент магістратури по фізиці у Баті, Барт Поттс, який очолив дослідження, пояснив: "Ми взяли попередній набір даних і застосували наш новий метод, щоб дізнатись, чи зможемо ми визначити якісь нові квазари зі змінюваним виглядом, які були пропущені іншими. Це надало нам більший набір квазарів зі змінюваним виглядом для подальшого вивчення та підтвердило, що наша методологія більш чутлива, ніж інші, що дуже чудово. Це показує, що наша методологія є більш чутливою до слабшої світності".

Він додав: "Зрештою, ця знахідка надасть дещо академічному співтовариству, що вивчає квазари. Це допоможе іншим продовжити дослідження того, чому у цьому конкретному типі квазарів відбувається перемикання яскравості. Ми допомагаємо нашій спільноті знаходити важливі відповіді на великі питання".

Стаття під назвою "Систематичний пошук квазарів зі змінюваним виглядом у SDSS-II із використанням різницевих спектрів" була опублікована в журналі "Astronomy & Astrophysics".

! Читайте ще цікаві новини про космос на сайті, або слідкуйте за ними на Facebook.