Квазары являются одними из самых ярких объектов во Вселенной. Самые яркие из них настолько светящиеся, что затмевают триллион звезд. Но почему? И что их яркость говорит нам о галактиках, в которых они находятся?
Чтобы попытаться ответить на этот вопрос, группа астрономов еще раз взглянула на 28 самых ярких и ближайших квазаров. Но чтобы понять их работу, мы должны немного проследить, начиная с сверхмассивных черных дыр.
Сверхмассивная черная дыра (SMBH) - это черная дыра с более чем миллионом солнечных масс. Они тоже могут быть намного больше; до миллиардов солнечных масс. Одна из этих сущностей находится в центре большинства галактик, исключая карликовые галактики и тому подобное.
Они являются результатом гравитационного коллапса массивной звезды и занимают сфероидальный кусок пространства, из которого ничто, даже свет, не может вырваться.
Млечный Путь имеет одну из этих SMBH. Это называется Стрелец A-звезда (Sgr A *), и это около 2,6 миллионов солнечных масс. Но Sgr A * довольно уравновешен для SMBH. Другие SMBH гораздо более активны, и их называют активными ядрами галактик (AGN.)
В AGN черная дыра активно аккрецирует вещество, образуя газовый тор, который нагревается. При этом газ испускает электромагнитное излучение, которое мы можем видеть. AGN могут излучать излучение по всему электромагнитному спектру.
Существуют подклассы AGN, и новое исследование сфокусировано на одном из этих подклассов, называемых квазарами. Квазар - самый мощный тип AGN, и они могут сиять светом триллиона Солнц. Но некоторые из этих квазаров скрыты за своим собственным тором, который блокирует нашу линию обзора. В исследованиях квазаров они игнорируются или опускаются, потому что их трудно увидеть.
Но это создает проблему, потому что исключение их из популяции квазаров означает, что мы можем что-то упустить. Это также означает, что один из центральных вопросов, касающихся квазаров, может быть не решен должным образом.
Вопрос действительно многогранен: приводят ли эти чрезвычайно яркие AGN в действие путем умеренной аккреции на чрезвычайно массивные черные дыры? Или они питаются от чрезмерной аккреции на более умеренные массовые черные дыры? Или, может быть, что-то еще происходит. Работают ли они от галактики-хозяина, переходящей из звездообразующей галактики в нечто более уравновешенное, подобно эллиптической галактике? Игнорирование или пропуск квазаров, которые трудно увидеть, затрудняет поиск ответов.
Команда астрономов посмотрела на 28 AGN, которые были и рядом, и среди самых ярких. Большинство из них оказались в эллиптических галактиках. Единственным критерием их выбора была интенсивная активность в их ядрах. Их радиоизлучения охватывают факторы десятков тысяч, а их массы также охватывают широкий диапазон. Астрономы хотели выяснить, есть ли у этих ярких AGN какие-либо другие отличительные качества, которые отличают их от более низкой яркости, скрывающей AGN.
Что они нашли?
Их некоторые интригующие и удивительные результаты в этом исследовании. Некоторые из результатов, кажется, согласуются с другими исследованиями, в то время как некоторые идут против зерна.
- У команды нет изображений для всех принимающих галактик в их исследовании, но те, для которых у них есть изображения, - это все эллиптические галактики или, по крайней мере, морфологии с доминированием выпуклостей. Это контрастирует с другими исследованиями квазаров с более низкой светимостью, а также с ожиданием того, что по крайней мере некоторые из 28 принимающих галактик будут спиральными.
- Галактики-хозяева охватывают довольно широкий диапазон масс с концентрацией относительно высоких масс. Эти более высокие массы и высокая светимость совпадают с превращением активных звездообразующих галактик в более спокойные сфероидальные галактики.
- В 28 выбранных AGN существует большое разнообразие радиоизлучений, что означает, что «нет четких и надежных определяющих характеристик для наших типов источников», как говорится в их заключении.
- Диапазон яркости рентгеновских лучей и масс черной дыры не может объяснить широкий диапазон яркости радиоволн.
- Наиболее яркие и затемненные источники в образце не питаются либо черными дырами с низкой массой с высокими скоростями аккреции, либо черными дырами с большой массой с более низкими скоростями аккреции.
В заключении своей статьи авторы суммируют свои выводы, и кажется, что на данный момент, по крайней мере, нет четкого объяснения для этих самых ярких квазаров, сияющих светом триллиона звезд.
«Мы находим, что наша группа некоторых из самых ярких затемненных AGN в BASS / DR1 не проявляет каких-либо отличительных свойств в отношении их масс черных дыр, отношений Эддингтона и / или звездных масс их галактик-хозяев. »
Они также указывают, что галактики-хозяева в основном все эллиптические, что является удивительной находкой. Если этот вывод может быть подтвержден другими исследователями, «… он может предоставить некоторые косвенные доказательства в поддержку популярной идеи, что эпохи интенсивного роста SMBH связаны с преобразованием галактик из (звездообразующих) дисков в (закаленные) эллиптические ( через крупные слияния).
За этим исследованием стоят 21 исследователь, в таких учреждениях, как Гарвардский и Смитсоновский центры астрофизики, Тель-Авивский университет, Киотский университет, JPL, Военно-морская обсерватория, ESO и многие другие. Данные для их исследования получены из 70-месячной съемки Swift / BAT на всем небе, а также из наблюдений с использованием обсерваторий Keck, VLT и Palomar. Исследование называется «Спектроскопическое исследование BAT AGN - XIII. Природа самого яркого затемненного AGN во вселенной с низким красным смещением ». Он опубликован в Ежемесячных уведомлениях Королевского астрономического общества.
Больше:
- Пресс-релиз: Природа скрытых активных ядер галактик
- Исследовательская работа: BAT AGN Spectroscopic Survey - XIII. Природа самого яркого затемненного AGN во вселенной с низким красным смещением
- Космический Журнал: Как Черные дыры могут сиять?
