Черная дыра испускает яркую рентгеновскую струю в 60 000 раз горячее Солнца

Астрономы заглянули в самое сердце голодной черной дыры только для того, чтобы обнаружить исходящую от нее струю рентгеновских лучей, которая в 60 000 раз горячее, чем поверхность Солнца. Проще говоря, квазары — это черные дыры с яркими, энергичными струями электромагнитного излучения, исходящими из них с двух сторон, поскольку они питаются газами в центре галактик.

Квазар, полученный командой в рентгеновских лучах, известен как SMSS J114447.77–430859.3 (J1144) и является самым ярким примером такого объекта, наблюдаемым за последние 9 миллиардов лет космической истории.

Расположенный в центре галактики на расстоянии около 9,6 миллиардов световых лет от Земли и видимый в небе между созвездиями Центавра и Гидры, этот квазар примерно в 100 000 миллиардов раз ярче Солнца.

Квазары, такие как J1144, настолько яркие, что часто затмевают объединенный свет каждой звезды в галактиках, в которых они находятся. Они являются примерами так называемых активных галактических ядер (АЯГ), которые обнаруживаются только на огромных расстояниях от Земли и, таким образом, в ранней Вселенной. Изучение квазара может дать астрономам подробное представление об этих мощных космических событиях и их влиянии на галактическое окружение.

Ученые предполагают, что причина, по которой квазары были обнаружены в ранней Вселенной, заключается в том, что галактики вскоре после Большого взрыва были богаче газом и пылью. Это означало, что у них было достаточно топлива, чтобы позволить их центральным черным дырам генерировать яркое излучение почти во всем электромагнитном спектре, включая низкоэнергетическое радио, инфракрасное, видимое, ультрафиолетовое и высокоэнергетическое рентгеновское излучение.

Первоначально J1144 был обнаружен в видимом свете службой SkyMapper Southern Survey (SMSS) в 2022 году. Чтобы продолжить это открытие, команда, также возглавляемая доктором философии Института внеземной физики им. Макса Планка (MPE). кандидат Зсофи Иго, объединил наблюдения из нескольких космических обсерваторий.

К ним относятся прибор eROSITA обсерватории Spectrum-Roentgen-Gamma (SRG), обсерватория ESA XMM-Newton, массив ядерных спектроскопических телескопов NASA (NuSTAR) и обсерватория NASA Neil Gehrels Swift.

Эта комбинация данных позволила астрономам измерить температуру рентгеновских лучей, исходящих от квазаров, и обнаружила, что они составляют около 630 миллионов градусов по Фаренгейту (350 миллионов градусов по Цельсию). Это в 60 000 раз выше, чем температура на поверхности Солнца.

Команда также смогла оценить массу черной дыры, стоящей за этими выбросами, и обнаружила, что она примерно в 10 миллиардов раз больше массы Солнца. Не только это, но и сверхмассивная черная дыра J1144 питается так быстро, что растет со скоростью 100 солнц в год. Однако не весь газ, окружающий эту черную дыру, попадает в нее.

Ученые обнаружили, что некоторое количество газа выбрасывается из квазара в виде чрезвычайно мощных ветров, которые выбрасывают огромное количество энергии в окружающую его галактику.

Команда также обнаружила, что у J1144 есть характеристика, которая отличает его от других квазаров: испускаемый им рентгеновский свет изменяется во временной шкале всего за несколько земных дней. Для квазара с черной дырой такого размера изменчивость его рентгеновского излучения обычно составляет месяцы или даже годы.

«Мы были очень удивлены тем, что ни одна прежняя рентгеновская обсерватория никогда не наблюдала этот источник, несмотря на его чрезвычайную мощность», — добавил Каммун. «Новая кампания по мониторингу этого источника начнется в июне этого года, и она может выявить больше сюрпризов из этого уникального источника».