На прошлой неделе астрономы Йельского университета сообщили, что видели что-то необычное: казалось бы застывший маяк из дальних уголков Вселенной затих. Этот реликтовый источник света, квазар, расположенный в области нашего неба, известной как небесный экватор, неожиданно стал тусклее в 6-7 раз за первое десятилетие XXI века. Благодаря этому драматическому изменению светимости астрономы теперь имеют беспрецедентную возможность изучить как жизненный цикл квазаров, так и галактик, которые они когда-то называли домом.
Квазар возникает из далекой (и, следовательно, очень старой) галактики, в которой когда-то была центральная вращающаяся сверхмассивная черная дыра - то, что астрономы называют активным ядром галактики. Этот вращающийся зверь хищно поглощал большое количество окружающего газа и пыли, поднимая окружающий материал и отправляя его из галактики с невероятной скоростью. Квазары сияют, потому что эти древние самолеты достигли огромных энергий, создав таким образом поток света, настолько мощный, что астрономы все еще могут обнаружить его здесь, на Земле, миллиарды лет спустя.
В свое время некоторые активные галактические ядра были также достаточно энергичны, чтобы возбуждать электроны дальше от центральной черной дыры. Но даже в самой ранней Вселенной электроны не могли противостоять такого рода волнениям вечно; законы физики не позволяют этого. В конце концов, каждый электрон упадет обратно в состояние покоя, высвободив фотон соответствующей энергии. Этот цикл возбуждения происходил снова и снова, в регулярных и предсказуемых закономерностях. Современные астрономы могут визуализировать эти переходы - и энергии, которые их вызвали, - исследуя оптический спектр квазара для характерных линий излучения на определенных длинах волн.
Однако не все квазары созданы равными. В то время как спектры некоторых квазаров показывают много ярких, широких линий излучения при разных энергиях, спектры других квазаров состоят только из тусклого, узкого разнообразия. До сих пор некоторые астрономы считали, что эти различия в линиях излучения среди квазаров были просто обусловлены различиями в их ориентации с Земли; то есть, чем ближе к нам был квазар, тем шире будут видны линии излучения астрономов.
Но все это теперь поставлено под сомнение, благодаря нашему другу J015957.64 + 003310.5, квазару, обнаруженному командой астрономов в Йельском университете. Действительно, теперь вполне вероятно, что характер линий излучения квазара просто меняется в течение срока его службы. Собрав десять лет спектральных наблюдений от квазара, исследователи наблюдали его первоначальное изменение яркости в 2010 году. В июле 2014 года они подтвердили, что оно все еще было столь же тусклым, опровергая гипотезы, которые предполагали, что эффект был просто из-за газа или пыли. , «На данный момент мы рассмотрели сотни тысяч квазаров, и теперь мы нашли один, который выключен», - объяснил К. Меган Урри, соавтор исследования.
Вы спросите, как бы это случилось? Наблюдая за сопоставимой нехваткой широких эмиссионных линий в своем спектре, Урри и ее коллеги считают, что давным-давно черная дыра в сердце квазара просто села на диету. В конце концов, активное ядро галактики, которое потребляет меньше материала, будет генерировать меньше энергии, вызывая более слабые струи частиц и меньшее количество возбужденных атомов. «Источник питания просто потускнел», - сказала Стефани Ламаса, главный исследователь исследования.
ЛаМасса продолжил: «Поскольку жизненный цикл квазара является одним из самых больших неизвестных, ловить его по мере его изменения в течение жизни человека удивительно». И поскольку жизненный цикл квазаров зависит от жизненного цикла сверхмассивных черных дыр, это открытие может помочь астрономам объяснить, как те, которые лежат в центре большинства галактик, эволюционируют с течением времени - включая Стрельца А *, сверхмассивную черную дыру в центр нашего Млечного Пути.
«Несмотря на то, что астрономы изучают квазары более 50 лет, удивительно, что кто-то вроде меня, изучавший черные дыры в течение почти десятилетия, может найти что-то совершенно новое», - добавил ЛаМасса.
Результаты исследования команды будут опубликованы в следующем выпуске Астрофизический Журнал, Предварительная печать статьи доступна здесь.
