Астрономы обнаружили самый яркий объект, когда-либо зарегистрированный во Вселенной. Квазар J0529-4351 находится на расстоянии более 12 миллиардов световых лет от Земли. Его свет путешествовал с тех пор, как космосу было менее двух миллиардов лет. Общая яркость эквивалентна 500 триллионам яркости Солнца.
Идентификация требовала точных наблюдений. Материал, окружающий центральную черную дыру, образует горячий диск, который выделяет энергию в больших масштабах. Исследователи из Австралийского национального университета возглавили работу при поддержке Европейской южной обсерватории.
Квазар J0529-4351 превзошел по светимости другие известные объекты
Квазар выделяется среди примерно миллиона подобных объектов, уже внесенных в каталог. Его энергия исходит от сверхмассивной черной дыры. Аккреционный диск вокруг него имеет диаметр около семи световых лет.
Газ и пыль падают в сторону черной дыры. Трение повышает температуру до сотен тысяч градусов. Эта материя превращается в плазму и испускает видимый свет, рентгеновские лучи и другие виды излучения. Этот процесс объясняет чрезвычайную яркость.
- Масса центральной черной дыры оценивается в 17 миллиардов раз больше массы Солнца.
- Он накапливает материю, эквивалентную одному Солнцу в день.
- Квазар появляется в созвездии Пиктора на южном небе.
- Его свет первоначально был запечатлен на изображениях 1980 года без правильной идентификации.
Объект ускользал от правильной классификации на протяжении десятилетий. Старые изображения телескопа Шмидта показали это, но из-за чрезмерной яркости ее стали считать звездой Млечного Пути. Автоматический анализ данных со спутника Gaia подкрепил эту идею до 2022 года.
Наблюдения с помощью австралийского телескопа положили начало переоценке
Ученые использовали 2,3-метровый телескоп ANU в обсерватории Сайдинг-Спринг. Измерения показали, что это был далекий квазар. Красное смещение около 3,962 подтвердило большое расстояние.
Тем не менее, подробностей о реальном масштабе светимости отсутствовало. Полное подтверждение пришло с более мощным инструментом. Спектрограф X-shooter, прикрепленный к Очень Большому Телескопу в чилийской пустыне Атакама, предоставил решающие данные.
Эти наблюдения позволили точно измерить массу черной дыры и скорость аккреции. Ежедневный рост солнечной массы представляет собой самый быстрый темп, когда-либо зарегистрированный для черной дыры такого типа.
Аккреционный диск объясняет механизм выделения энергии
Диск вокруг черной дыры неоднороден. Падающее вещество подвергается сильному нагреву за счет внутреннего трения. Экстремальные температуры генерируют радиацию, которая распространяется во всех направлениях.
По оценкам астрономов, диаметр диска составляет семь световых лет. Эта структура превосходит по своим масштабам многие известные системы. У квазара нет явных признаков сильного гравитационного линзирования, которое могло бы искусственно усилить наблюдаемую яркость.
Морфологические данные Гайи показывают, что объект выглядит точечным, без признаков изображения нескольких линз. Отсутствие значительных поглотителей на переднем плане также подтверждает внутреннюю интерпретацию светимости.
Черная дыра растет со скоростью, не поддающейся первоначальным моделям
Скорость аккреции приближается к пределу Эддингтона. Модели, адаптированные к спектрам, указывают на годовое потребление от 280 до 490 солнечных масс, в зависимости от угла обзора.
Этот ритм возник, когда Вселенная была молодой. Квазар позволяет изучить, как формировались и развивались сверхмассивные черные дыры в течение первого миллиарда космических лет.
- Суммарная болометрическая эмиссия достигает значений, близких к 10^48,37 эрг/с.
- Квазар классифицируется как радиотихий
- Будущие наблюдения могут уточнить исключение эффектов линз.
- Работа опубликована в журнале Nature Astronomy.
Область неба и начальный контекст обнаружения
Квазар расположен в направлении созвездия Пиктора. Изображения, полученные при обширных обзорах южного неба, зафиксировали яркое пятно более четырех десятилетий назад.
Путаница со звездой 16-й величины сохранялась, поскольку ее яркость превышала ожидания далеких квазаров. Лишь недавний спектроскопический анализ позволил отделить сигнал от галактического фона.
Исследователи подчеркивают, что объект был виден в государственных архивах. Это открытие подчеркивает важность систематического анализа старых данных с помощью новых инструментов.
Исследование предполагало международное сотрудничество. Кристиан Вольф из АНУ был ведущим автором. Кристофер Онкен также предоставил анализ.